اثر سد پتانسیل بر توان ایستانندگی کانال های محوری بلور سیلیکون برای پروتون

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

پژوهشکده ی فیزیک و شتاب گرها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 3486-11365، تهران ـ ایران

چکیده

اثر سد پتانسیل و محدوده ی باز کانال بر توان ایستانندگی کانال‌های محوری و سیلیکون و نیم- مسافت کانال زنی برای پروتون مورد بررسی قرار گرفت. توان ایستانندگی و نیم- مسافت کانال‌زنی برای پروتون در این راستاها با استفاده از شبیه‌سازی طیف‌های پس‌پراکندگی رادرفورد نظیر راستاهای کانالی در بازه‌ی انرژی 1800 تا keV 2200 اندازه‌گیری شد. در شبیه‌سازی طیف‌های پس‌پراکندگی رادرفورد نظیر راستاهای کانالی، فرض شد که فرایند فرار یون‌ها از راستای بلوری رفتار نمایی دارد. نشان داده شد که با افزایش سد پتانسیل و محدوده‌ی باز کانال، توان ایستانندگی کاهش، ولی نیم- مسافت کانال‌زنی افزایش می‌یابد.
 
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of potential barrier on stopping power along axis- channel of silicon for protons

نویسندگان [English]

  • Sepideh Shafiei
  • Mohammad Lamehi-Rashti
چکیده [English]

In this paper, the effect of the potential barrier and open area of Silicon along the crystallographic direction and on the channeling stopping power and the channeling half- distance for protons are investigated. The channeling stopping power and the channeling half- distance for protons are measured by simulation of the channeling spectra in the energy range of Ep=1800-2200keV. It is assumed that the dechanneling process behaves exponentially. It showed that the channeling stopping power for protons decreases when the potential barrier and open area of channel increase. Furthermore, the channeling half- distance increases by increasing the open area of the channel.
 
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Potential barrier
  • Stopping power
  • Axial channel
  • Channeling half- distance
  • Silicon

[1] A. Carnera, A. Drigo, High precision structural measurements on thin epitaxial layers by means of ion-channeling, Nucl. Instr. and Meth. B, 44 (1990) 357-366.

[2] J. Lindhard, Influence of crystal lattice on motion of energetic charged particles, Munksgaard, (1965).

[3] K. Dettmann, M.T. Robinson, Stopping power of fast protons under channeling conditions, Phys. Rev. B, 10 (1974) 1.

[4] M. Kitagawa, Y.H. Ohtsuki, Quantum-mechanical treatment of the abnormal stopping power for channeling, Phys. Rev. B, 5 (1972) 3418-3421.

[5] L. Shao, Y.Q. Wang, M. Nastasi, J.W. Mayer, Measurements of the stopping powers of He ions incident along the different channel axes and channel planes of Si, Nucl. Instr. and Meth. B, 249 (2006) 51-54.

[6] M. Vos, D.O. Boerma, P.J.M. Smulders, The relation between depth and energy in channeling experiments, Nucl. Instr. and Meth. B, 30 (1988) 38-43.

[7] M. Kokkoris, S. Kossionides, X. Aslanoglou, G. Kaliambakos, T. Paradellis, S. Harissopulos, E. Gazis, R. Vlastou, C. Papadopoulos, R. Groetschel, A method for determining the stopping power of light ions in crystal channels in the back-scattering geometry, Nucl. Instr. and Meth. B, 136 (1998) 137-140.

[8] D. Hetherington, Measurements of the random and channeled stopping powers for He ions in InP, Nucl. Instr. and Meth. B, 115 (1996) 319-322.

[9] X.A. Aslanoglou, P.A. Assimakopoulos, M. Kokkoris, E. Kossionides, Simulations of channeling spectra in the system p+28Si, Nucl. Instr. and Meth. B, 140 (1998) 294-302.

[10] X.A. Aslanoglou, A. Karydas, M. Kokkoris, E. Kossionides, T. Paradellis, G. Souliotis, R. Vlastou, Simulations and comparisons of channeling spectra in the p+28Si system in the back-scattering geometry, Nucl. Instr. and Meth. B, 161 (2000) 524-527.
[11] M. Kokkoris, G. Perdikakis, S. Kossionides, S. Petrovic, E. Simoen, On the dechanneling of protons in Si [110], Eur. Phys. J. B, 34 (2003) 257-263.

[12] M. Kokkoris, S. Kossionides, R. Vlastou, X.A. Aslanoglou, R. Grötzschel, B. Nsouli, A. Kuznetsov, S. Petrovic, T. Paradellis, Determination of parameters for channeling of protons in SiC polytype crystals in the back-scattering geometry, Nucl. Instr. and Meth. B, 184 (2001) 319-326.

[13] R.C. Bird, J.S. Williams, Ion beams for materials analysis, Academic Press, Australia (1989).

[14] Y. Wang, M. Nastasi, Handbook of modern ion beam materials analysis, MRS BULLETIN, 36 (2011).

[15] E.A.A. Baghizadeh, RBS- channeling analysis as a powerful tool to study the crystal structure of materials, J. of Nuclear Sci. and Tech, 43 (2008) 1-12.

[16] M. Mayer, SIMNRA: Simulation of RBS spectra, http://www.rzg.mpg.de/~mam/.

[17] J.F. Ziegler, M.D. Ziegler, J.P. Biersack, SRIM–the stopping and range of ions in matter (2010), Nucl. Instr. and Meth. B, 268 (2010) 1818-1823.

[18] M. Kokkoris, R. Vlastou, X. Aslanoglou, E. Kossionides, R. Grötzschel, T. Paradellis, Determination of the stopping power of channeled protons in SiO2 in the back-scattering geometry, Nucl. Instr. and Meth. B, 173 (2001) 411-416.