ся чужорідні іони. Щоб цього не сталося, довжини вільних пробігів іонів, обернені до добутку концентрації атомів парів і газів на переріз відповідної взаємодії, мають бути набагато менші, ніж шлях, який проходять іони. Типові значення перерізів розсіювання іонів і збуджених ними електронів при енергіях від одиниць до десятків кілоелектрон-вольт становлять 10"16—10"17 см-2. У цьому випадку при довжині шляху іонів приблизно 1 м вакуум в установці має бути глибший за 10"2 Па.

Властивості поверхні. Важкий іон із початковою кінетичною енергією -100 кеВ, потрапляючи в тверде тіло, може зупинитися за час ~10"'3 с. На початку руху у твердому тілі іон уповільнюється внаслідок утрат енергії на взаємодію з електронами і атомами мішені. Гальмування викликається переважно ефектами пружного атомного розсіювання, і це спостерігається наприкінці періоду гальмування при малих енергіях іона.

Наприкінці іонного шляху існує імовірність заміщення іоном атома мішені, але при цьому його енергії недостатньо, щоб уникнути вакансії, яка може утворитися при зіткненні. Такий процес називають заміщенням при зіткненні.

Особливості заміщення випадкового іона з енергією Ех і масою т, при зіткненні ілюструють рис. 6.19, 6.20.

Вважають, що атом мішені буде замішений, якщо його кінетична енергія більша від енергії порога заміщення Т Ed. Припустимо, що розсіяний атом буде захоплений створеною вакансією втому випадку, якщо кінетична енергія (Е- 7), яка залишилася, буде менша від енергії порога захоплення EL. Максимальне значення кінетичної енергії становить Ттзх = уЕ, де у = Лтхт2/(тх + + т2)2. Заміщення при зіткненні неможливе, оскільки Е EJy, і атом мішені при цьому не може бути заміщений. Навпаки, якщо Е Ес/( \ - у), то розсіяний іон не може буги захоплений.

0,8 г

На рис. 6.19 наведена частина діаграми у-Е/Еи з Ес- Еи, де можливе заміщення при зіткненні (заштрихована область енергій). Наприклад, атоми золота ударяються в алюмінієву чи мідну мішень, і тоді Ес = Еа = 25 е В.

0,2

2

6

Рис. 6.19. Частина діаграми у-Е, яка вказує області, де можливе заміщення при зіткненні (заштрихована область)