Il fenomeno del “channeling”

Presentazione sul tema: "Il fenomeno del “channeling”"— Transcript della presentazione:

1 Il fenomeno del “channeling”
Fasci ionici in un reticolo cristallino A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005

2 Il channeling: giusto per fissare le idee
Rappresentazione “artistica” su scala microscopica del processo di incanalamento di ioni in un reticolo cristallino © Scientific American (1968) A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005

3 Effetti geometrici di “allineamento” di un cristallo
<001> <011> <111> Reticolo diamante Piano (011) “Random” A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005

4 Le prime evidenze sperimentali: il “blocking”
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5 Effetti del channeling sugli spettri RBS
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6 Scansione in un piano: l’ identificazione degli assi
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7 Scansione azimutale: l’ identificazione dei piani
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8 Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005
Interazione di un fascio di ioni positivi con un reticolo cristallino in condizioni di allineamento A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005

9 Il modello di Lindhard Interazioni a grande parametro d’urto  Potenziali di interazione Coulombiani schermati (r/aTF) : funzione di schermo Potenziale schermato di Lindhard Le righe atomiche vengono viste come una distribuzione continua di carica Potenziale medio di riga atomica (d : distanza interatomica media ) Integrando il potenziale schermato di Lindhard: A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005

10 Il moto nel piano trasverso
Il moto dello ione viene scomposto nelle sue componenti trasversa e longitudinale Utot Si: asse <110> Per piccoli angoli di disallineamento: Si assume che l’ energia trasversa si conservi Cioè : durante tutto il moto A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005

11 Traiettorie incanalate (Si <110>)
 = 0° E0 = 1 MeV E = 1 eV  = 0° E0 = 1 MeV E = 4 eV A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005

12 Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005
Il “dip”di channeling A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005

13 Dip di channeling lungo direzioni diverse
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14 L’ anglo critico (1/2) nel modello di Lindhard
L’ angolo critico può essere definito Dove 1 è Utilizzando il potenziale di Lindhard e assumendo come distanza di minimo avvicinamento l’ ampiezza di vibrazione termica () A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005

15 La resa minima (min) nel modello di Lindhard
Si può definire un “raggio del canale” E, se il raggio critico è assunto pari a  Rese minime per ioni He da 1 MeV A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005

16 Simulazioni “MonteCarlo”
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17 Studio in RBS-channeling di strati amorfizzati
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18 Ricrescita epitassiale di Si <001>
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19 Ricrescita epitassiale di Si <111>
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20 Determinazione dello spessotre di strati distorti in LiNbO3
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21 Schema di principio della localizzazione reticolare
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22 Impurezze sostituzionali o interstiziali
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23 Limiti di solubilità di W in Cu
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24 Localizzazione reticolare di O in TiOx
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25 La formazione dei filari di O modifica il flusso di ioni incanalati
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26 L’ identificazione dei siti mediante chann. planare
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27 Il “flux peaking” sui siti dell’ ossigeno
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28 Misure di deformazione elastica del reticolo
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29 Il problema del “lattice match” in eterostrutture
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30 Deformazione reticolare in “multi quantum well”
InxGa1-xAs strained GaAs cubico Allineamento <001> Allineamento <011> su InxGa1-xAs Allineamento <011> su GaAs A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005

31 Determinazione della deformazione tetragonale
5 Cristallo non distorto (cubico) Cristallo deformato (strained) A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005

32 Origine del picco di superficie e del cono d’ ombra
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33 Studi di superficie con il channeling
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34 Effetti sul picco di superficie
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35 Simulazione degli effetti di superficie
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36 Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005
Teoria ed esperimenti A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005

37 Adsorbimento di H su superfici di W
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38 Pre-melting del Piombo
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39 Struttura dei gradini atomici in Cu
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40 Il rilassamento degli atomi allo spigolo del gradino
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41 Effetti degli adsorbati sul rilassamento
Effetto dell’ esposizione a idrogeno Effetto dell’ esposizione a ossigeno A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 2005