وتتراوح طاقة الذرات المنبثقة عادةً من عشرات إلى مئات الإلكترونات فولت، بمتوسط طاقة حركية غالباً ما تكون حوالي 600 إي فولت. وتُنقل هذه الطاقة إلى الذرات عندما تُقذف من المادة المستهدفة بسبب تأثير الأيونات عالية الطاقة. وتتضمن عملية الاخرق انتقال كمية الحركة من الأيونات الساقطة إلى ذرات الهدف، مما يؤدي إلى طردها.
شرح مفصل:
-
آلية نقل الطاقة:
-
يحدث الاخرق عندما تصطدم الأيونات بسطح المادة المستهدفة. وعادة ما يكون لهذه الأيونات طاقات تتراوح بين عدة مئات من الفولت إلى عدة كيلوفولت. ويجب أن يتجاوز انتقال الطاقة من الأيون إلى ذرة الهدف طاقة الارتباط لذرة السطح لكي يحدث الاصطراخ. وعادة ما تكون طاقة الارتباط هذه في حدود بضعة إلكترونات فولت. وبمجرد الوصول إلى عتبة الطاقة، تكتسب ذرات الهدف طاقة كافية للتغلب على الارتباط السطحي ويتم طردها.توزيع طاقة الذرات المتناثرة:
-
الطاقة الحركية للذرات المبثوقة ليست موحدة. فهي تُظهر توزيعًا واسعًا للطاقة، وغالبًا ما يمتد إلى عشرات الإلكترونات فولت. ويتأثر هذا التوزيع بعدة عوامل بما في ذلك طاقة وزاوية ونوع الأيون الوارد، بالإضافة إلى طبيعة المادة المستهدفة. يمكن أن يتراوح توزيع الطاقة من التأثيرات الباليستية عالية الطاقة إلى الحركة الحرارية منخفضة الطاقة، اعتمادًا على الظروف وضغط الغاز في الخلفية.
-
تأثير بارامترات العملية:
-
تتأثر كفاءة الرش بالمغناطيسية وطاقة الذرات المرشوشة تأثراً كبيراً بمعايير مختلفة مثل زاوية سقوط الأيونات وطاقة الأيونات وكتل الأيونات والذرات المستهدفة وطاقة الارتباط بين الذرات المستهدفة ووجود مجال مغناطيسي أو تصميمات كاثود محددة في أنظمة الرش المغناطيسي. على سبيل المثال، عادةً ما تؤدي الأيونات الأثقل أو الأيونات ذات الطاقة الأعلى إلى انتقال طاقة أعلى إلى ذرات الهدف، مما يؤدي إلى طاقات حركية أعلى للذرات المُستهدفة.الاخرق التفضيلي:
في الأهداف متعددة المكونات، يمكن أن يحدث الرش التفضيلي حيث يتم رش أحد المكونات بكفاءة أكبر من المكونات الأخرى بسبب الاختلافات في طاقات الارتباط أو تأثيرات الكتلة. ويمكن أن يؤدي ذلك إلى تغيرات في التركيب السطحي للهدف بمرور الوقت، مما يؤثر على طاقة وتكوين المادة المبثوقة.
