dc.contributor.advisor | Hofsäss, Hans Christian Prof. Dr. | |
dc.contributor.author | Bobes, Omar | |
dc.date.accessioned | 2018-05-30T09:49:44Z | |
dc.date.available | 2018-05-30T09:49:44Z | |
dc.date.issued | 2018-05-30 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-002E-E407-6 | |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-6901 | |
dc.language.iso | deu | de |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
dc.subject.ddc | 530 | de |
dc.title | Ionenstrahlinduzierte selbst-organisierte Musterbildung auf einfachen Oberflächen Theorie und Experiment | de |
dc.type | doctoralThesis | de |
dc.title.translated | Ion beam-induced self-organized pattern formation on elemental surfaces | de |
dc.contributor.referee | Hofsäss, Hans Christian Prof. Dr. | |
dc.date.examination | 2018-05-15 | |
dc.subject.gok | Physik (PPN621336750) | de |
dc.description.abstractger | In der vorliegenden Arbeit wurde die Musterbildung auf amorphen Kohlenstoff- und
Si-Oberflächen bei Raumtemperatur während der Bestrahlung von niederenergetischen
Ne-und Ar-Ionen als eine Funktion des Ioneneinfallswinkels untersucht. Monte-Carlo-Simulationen der Krümmungskoeffizienten, die auf die theoretische Modelle angewendet
wurden, einschließlich der neulich eingeführten Erweiterungen, konnten die Musterbildung
auf amorphen Kohlenstoff für niederenergetische Ne-Ionen von 250 eV bis 1500
eV vorhersagen. Darüber hinaus sind die Simulationen in der Lage, die Abwesenheit von
Musterbildung für niederenergetische Ne-Ionen auf Si zu erklären. Berechnungen zeigen,
dass keine Muster bis zu einem Einfallswinkel von 45° erzeugt werden sollten, wenn das
dynamische Dickenabhängigkeit der bestrahlten Schicht berücksichtigt wird. Auf die andere
Seite taucht die Musterbildung ab 50° für Ionenenergien zwischen 250 eV und 1500
eV.
Weiterhin wurde in dieser Arbeit die Bildung von Rippelmustern auf amorphen Kohlenstoffschichten
bei normalem Ioneneinfall unter gleichzeitiger Kodeposition verschiedener
metallischer Fremdatome untersucht. Wir haben ta-C-Schichten mit 1 keV Ar-Ionen
unter kontinuierlicher Deposition von Ti-, W-, Mo- und Pt-Surfactant bestrahlt. Die Kodeposition
von kleinen Mengen Ti, W und Mo führt zur Bildung von TiC-, WC- oder
MoC-Nanokompositen mit einer Dicke von wenigen nm. Dies hat einen enormen Einfluss
auf die Entwicklung von Oberflächenmustern auf ta-C. Während die Oberfläche unter
Kodeposition von Pt-Atomen immer flach bleibt, wo es keine Möglichkeit für Phasenseparation
gibt, werden Rippel-Muster unter Kodeposition von Ti-, W- und Mo-Atomen
beobachtet. Die Ergebnisse bestätigen, dass die Phasenseparation die Hauptantriebskraft
für die Musterbildung im Fall einer senkrechten Ionenbestrahlung. | de |
dc.description.abstracteng | In the thesis at hand, ripple pattern formation on amorphous carbon and Si surfaces has
been investigated at room temperature during low energy Ne and Ar ion irradiation as
a function of the ion incidence angle. Monte Carlo simulations of the curvature coefficients
applied to the Bradley-Harper and Cater-Vishnyakov models, including the recent extensions
predict that pattern formation on amorphous carbon thin films should be possible
for low energy Ne ions from 250 eV up to 1500 eV. Moreover, simulations are able to
explain the absence of pattern formation for low energy Ne ions on Si. Our experimental
results are compared with prediction using current linear theoretical models and applying
the crater function formalism, as well as Monte Carlo simulations to calculate curvature
coefficients using the SDTrimSP program. Calculations indicate that no patterns should
be generated up to 45° incidence angle if the dynamic behavior of the thickness of the
ion irradiated layer is taken into account, while pattern formation most pronounced from
50° for ion energy between 250 eV and 1500 eV, which are in good agreement with our
experimental data.
Furthermore ripple pattern formation on amorphous carbon films has been investigated
during normal incidence ion beam erosion under simultaneous deposition of different metalic
co-deposited surfactant atoms. ta-C films were irradiated using 1 keV Ar ions under
continuous deposition of Ti, W, Mo and Pt surfactants. The co-depotion of small amounts
Ti, W and Mo leads to the steady state formation of TiC, WC or MoC nanocomposite
surface of few nm thickness. This has a tremendous impact on the evolution of nanoscale
surface patterns on ta-C. While the surface keeps always flat under co-deposition of Pt-atoms,
where there is no possibility for phase separation, ripple patterns are observed
under co-deposition of Ti-, W- and Mo-atoms. The results confirm that the phase separation
is the major driving force for the pattern formation in the case of irradiation with
normal incident beam. | de |
dc.contributor.coReferee | Pundt, Astrid Prof. Dr. | |
dc.subject.ger | Ionenbestrahlung, Surfactant Sputtering, Musterbildung | de |
dc.subject.eng | ion irradiation, surfactant sputtering, pattern formation | de |
dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-002E-E407-6-5 | |
dc.affiliation.institute | Fakultät für Physik | de |
dc.identifier.ppn | 1023531364 | |