بررسی انرژی و توزیع یون در اندرکنش با سطوح در مقیاس نانو

اندرکنش های یون- جامد در حوزه های مختلفی از جمله میکروسکوپی و طیف سنجی جهت آنالیز سطح به خصوص در مقیاس نانو، بهبود خصوصیات سطحی، رادیوتراپی، تکنولوژی نانو و... کاربرد وسیعی یافته اند. در این پایان نامه، مکانیزم های پراکندگی، کاشت و کندوپاش در اندرکنش پرتو یونی با سطح، مطالعه شده است. با انتخاب 4000 یون هلیوم و 10000 یون آرگون، اندرکنش آن ها بر روی سطح کربنی در مقیاس600 و 90 نانومتر صورت گرفته است. هدف از انتخاب یون های ذکر شده، بررسی، مقایسه و نحوه ی عمل کرد یون های سبک و نیمه سنگین، تأثیر آن ها بر سطح هدف و استفاده در آنالیز سطح توسط میکروسکوپی یون هلیوم و طیف سنجی جرمی یون ثانویه بوده است. هم چنین کاشت 10000 و 12000 یون رادیوایزوتوپ tc99m درون لایه ی کربنی به ضخامت 100 نانومتر بررسی شده اند و این شبیه سازی با هدف انباشت و جمع آوری رادیوایزوتوپ ها در جداکننده های ایزوتوپی صورت گرفته است. اندرکنش یون با سطح به صورت محاسباتی با استفاده از نرم افزار srim-trim version 2011 انجام شده است. تأثیر انرژی، تعداد یون های فرودی و زاویه ی برخورد یون ها به سطح بر روی عمق نفوذ، پراکندگی یون ها درون لایه ی کربن و آسیب ناشی از پرتوهای یونی به کربن بررسی شده اند. در پایان، مقادیر مطلوب انرژی حاصل از شبیه سازی های انجام شده جهت استفاده از یون هلیوم در میکروسکوپی در محدوده ی 25 تا 70 کیلو الکترون ولت به دست آمده است. محدوده های انرژی و زاویه ی مطلوب برای یون آرگون به ترتیب برابر 0/5 تا 20 کیلو الکترون ولت و 0 تا 30 درجه نسبت به خط عمود بر سطح به دست آمدند که بهترین میزان به منظور به کارگیری در طیف سنجی جرمی یون ثانویه می باشند. در اندرکنش یون های تکنسیم 99m نیز انرژی 60 کیلو الکترون ولت و اعمال توزیع هم زمان یون ها تحت زوایای 0 تا 55 درجه، بهترین مقادیر جهت کاشت و جمع آوری یون های فوق با کم ترین آسیب ممکن به هدف کربنی تخمین زده شدند. در بررسی های انجام گرفته، دسته‎ای از پارامترها با آن چه در تجربه اعمال شده اند هم خوانی داشته و پارامترهای اندازه گیری شده ی دیگر نیز جهت بهینه سازی سیستم های مورد مطالعه، پیشنهاد شده اند.