2
Е.В. Одинокова, Ю.В. Панфилов, П.И. Юрченко
В большинстве опубликованных работ, посвященных ионному полиро-
ванию, исследуется зависимость параметров шероховатости обработан-
ной ионным пучком поверхности от угла падения ионов. Однако в этих
работах, как правило, не учитывается форма микронеровностей, зави-
сящая от вида и режимов механической или химико-механической об-
работки поверхности подложки.
Целью данной работы является теоретическое определение влияния
формы микронеровностей исходной поверхности и угла падения ионов
на коэффициент физического распыления материала и эксперименталь-
ное подтверждение полученных расчетных результатов.
Важность такого исследования определяется, на наш взгляд, двумя
факторами: во-первых, практической потребностью в уменьшении ше-
роховатости поверхности деталей до
Ra
порядка 1…4 нм, например,
для зеркал лазерного гироскопа, линз и зеркал телескопа, установок
фотолитографии; во-вторых, теоретическим обоснованием потенциаль-
ных возможностей ионно-лучевого травления в уменьшении шерохо-
ватости поверхности твердого тела.
Как известно [2], коэффициент физического распыления, наряду с
плотностью ионного тока, определяет скорость удаления материала с
обрабатываемой ионами поверхности. На величину коэффициента рас-
пыления существенное влияние оказывают энергия ионов и угол их
падения на поверхность. Энергия ионов определяет глубину их про-
никновения в твердое тело и влияет на количественные характеристики
каскада парных соударений [2] между высокоэнергетическими ионами
и атомами кристаллической решетки твердого тела.
Коэффициент ионного распыления
Y
p
определяется как среднее чис-
ло удаленных с поверхности атомов под действием одной бомбардиру-
ющей частицы:
Y
p
= N
a
/
N
и
,
где
N
a
— число выбитых (распыленных) атомов материала;
N
и
— число
ионов, бомбардирующих материал.
Коэффициент распыления зависит также от вида распыляемого ма-
териала, его химического и фазового состава, плотности, ориентации
граней кристаллической решетки по отношению к направлению движе-
ния падающих ионов, от других факторов [2]. Согласно гипотезе о пар-
ных соударениях [3], при ионной бомбардировке поверхности твердого
тела ионами с энергией в диапазоне от 0,2 до 5 кэВ коэффициент рас-
пыления зависит от угла падения ионов
, отложенного от нормали к
бомбардируемой поверхности (рис. 1). В диапазоне углов
от 0 до 60°
зависимость коэффициента распыления
Y
p
от
имеет следующий вид:
