Cambios estructurales y topográficos inducidos por haces iónicos. Modelos de relajación

Abstract

Cuando un sólido es bombardeado por un haz de iones, tienen lugar en él varios procesos que conllevan importantes cambios estructurales. Atendiendo al tiempo en el que dichos procesos se desarrollan, se distinguen varias fases: una fase colisional, caracterizada por el desplazamiento, movimiento y recolocación de átomos del blanco debido a cascadas de colisiones, dando lugar a la creación de defectos puntuales, en esencia, vacantes e intersticiales; la siguiente fase corresponde a una relajación del blanco, en la que se produce una reorganización de átomos debido a los campos de tensiones generados por los defectos, las últimas fases corresponden a difusión térmica y termalización y tienen lugar en tiempos más elevados que las primeras. El objetivo de esta tesis es el estudio y optimización de modelos de simulación en la primera fase y sobre todo el desarrollo de nuevos modelos que permitan afrontar el estudio de la fase de relajación. Para estudiar y caracterizar los procesos que tienen lugar en la fase colisional, existen dos tipos bien establecidos de simulaciones: Dinámica Molecular (MD) y Aproximación a Colisión Binaria (BCA). En esta tesis de desarrolla un método Híbrido cuyos resultados se demuestra que son muy aproximados a los obtenidos por MD, salvando el principal problema de esta técnica que es el enorme tiempo de calculo que conlleva. En cuanto al estudio en la fase de relajación, dos son los modelos que se proponen: un modelo anisótropo en el que se considera que la relajación de los defectos tienen lugar preferentemente hacia la superficie y un modelo isótropo, asumiendo que el campo de tensiones se propaga de forma isótropa. Ambos modelos asumen que el blanco es incomprensible, lo que supone implícitamente que, como consecuencia de la relajación, el sólido recupera la densidad del equilibrio. A partir de las distribuciones de defectos obtenidas mediante un modelo BCA (Monte Carlo