Двойная имплантация ионов газов и металлов в NiTi

Abstract

С помощью Резерфордовского обратного рассеивания ионов (RBS) гелия и пучка протонов исследованы профили ионов N при высокодозной ионной имплантации (10^15 см^2 до и после последующей имплантации ионов Ni дозой 5x10^17 см^2. Обнаружено появление двух максимумов концентрации ионов азота, вследствии "встраивания" профиля ионов Ni между максимумами, чего не наблюдается при моноимплантации ионов N (или двойной имплантации ионов N и W). Из-за возникновения остаточных сжимающих напряжений, в области страглинга ионов Ni, ионы азота диффундируют (выдавливаются) в область остаточных растягивающих напряжений. Рельеф поверхности образцов NiTi представлен в виде множества кратеров различных размеров, вследствие распыления поверхности за счет последовательной имплантации высоких доз ионов N и Ni. При имплантации ионов N с последующим внедрением ионов металлов W и Zr профили концентрации не имеют особых отличий от предсказанных теорией, а максимальная концентрация ионов N составляет около 40 ат.% при концентрации ионов W около 9 ат.% и Zr около 6,5 ат.%. На поверхности образца обнаружена высокая концентрация кислорода. Последовательная имплантация ионов N1 и Fe дозой 5x10^17 см^2 приводит к пиковой концентрации Fe - около 14 ат.%, а концентрация Ni составляет 6 ат.%. В то же время и максимальная концентрация ионов всего азота около 30 ат.%