Energy Spectra of Hydrogen Atoms Reflected from a Tungsten Surface

V. S. Mikhailov; Михайлов В. С.; P. Yu. Babenko; Бабенко П. Ю.; D. S. Tensin; Тенсин Д. С.; A. N. Zinoviev; Зиновьев А. Н.

doi:10.31857/S1028096023020061

Energy Spectra of Hydrogen Atoms Reflected from a Tungsten Surface

Authors: Mikhailov V.S.¹, Babenko P.Y.¹, Tensin D.S.¹, Zinoviev A.N.¹
Affiliations:
1. Ioffe Institute RAS
Issue: No 2 (2023)
Pages: 95-101
Section: Articles
URL: https://rjmseer.com/1028-0960/article/view/664616
DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023020061
EDN: https://elibrary.ru/DSHLUP
ID: 664616

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract

Computer simulations were used to calculate the energy spectra and angular distributions of reflected particles during bombardment of the tungsten surface with hydrogen and deuterium atoms with energies of 0.1–10 keV. A model was proposed that qualitatively explained the main regularities in the behavior of the spectra. The similarity of the energy spectra upon bombardment by hydrogen and deuterium atoms at the same collision velocities has been established. The angular distribution of reflected particles was universal in a wide range of initial energies of the bombarding atoms.

Keywords

plasma–wall interaction, hydrogen and deuterium ion scattering, tungsten, surface, energy spectra, angular distributions.

References

Meluzova D.S., Babenko P.Yu., Shergin A.P., Nordlund K., Zinoviev A.N. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2019. V. 460. P. 4.https://doi.org/10.1016/j.nimb.2019.03.037
Мелузова Д.С., Бабенко П.Ю., Шергин А.П., Зиновьев А.Н. // Журн. техн. физики. 2020. Т. 90. Вып. 1. С. 155.https://doi.org/10.21883/JTF.2020.01.48678.89-19
Мелузова Д.С., Бабенко П.Ю., Миронов М.И., Михайлов В.С., Шергин А.П., Зиновьев А.Н. // Письма в журн. техн. физики. 2019. Т. 45. Вып. 11. С. 51.https://doi.org/10.21883/PJTF.2019.11.47827.17771
Экштайн В. Компьютерное моделирование взаимодействия частиц с поверхностью твердого тела. М.: Мир, 1995. 321 с.
Курнаев В.А., Машкова Е.С., Молчанов В.А. Отражение легких ионов от поверхности твердого тела. М.: Энергоатомиздат, 1985. 192 с.
Sigmund P. Particle Penetration and Radiation Effects. N.Y.: Springer, 2014. 603 p.https://doi.org/10.1007/978-3-319-05564-0
Shevelko V., Tawara H. Atomic Processes in Basic and Applied Physics. Berlin: Springer, 2012. 498 p.https://doi.org/10.1007/978-3-642-25569-4
Евстифеев В.В. Взаимодействие заряженных частиц с поверхностью твердого тела. Пенза: Изд-во ПГУ, 2017. 258 с.
Zinoviev A.N., Nordlund K. // Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. B. 2017. V. 406. P. 511.https://doi.org/10.1016/j.nimb.2017.03.047
Zinoviev A.N., Babenko P.Yu., Nordlund K. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2021. V. 508. P. 10.https://doi.org/10.1016/j.nimb.2021.10.001
Paul H. NDS – data base. https://www-nds.iaea.org.
Зиновьев А.Н., Бабенко П.Ю. // Письма в ЖЭТФ. 2022. Т. 115. Вып. 9. С. 603.https://doi.org/10.31857/S1234567822090105
Bruckner B., Wolf P.M., Bauer P., Primetzhofer D. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2021. V. 489. P. 82.https://doi.org/10.1016/j.nimb.2020.08.005
Markin S.N., Primetzhofer D., Spitz M., Bauer P. // Phys. Rev. B. 2009. V. 80. № 20. P. 205105.https://doi.org/10.1103/PhysRevB.80.205105
Markin S.N., Primetzhofer D., Prusa S., Brunmayr M., Kowarik G., Aumayr F., Bauer P. // Phys. Rev. B. 2008. V. 78. № 19. P. 195122.https://doi.org/10.1103/PhysRevB.78.195122
Moro M.V., Wolf P.M., Bruckner B., Munnik F., Heller R., Bauer P., Primetzhofer D. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2021. V. 498. P. 1.https://doi.org/10.1016/j.nimb.2021.04.010
Primetzhofer D. // Phys. Rev. B. 2012. V. 86. № 9. P. 094102.https://doi.org/10.1103/PhysRevB.86.094102
Zeb M.A., Kohanoff J., Sanchez-Portal D., Arnau A., Juaristi J.I., Artacho E. // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 108. № 22. P. 225504.https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.108.225504
Bruckner B., Strapko T., Sortica M.A., Bauer P., Primetzhofer D. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2020. V. 470. P. 21.https://doi.org/10.1016/j.nimb.2020.02.018
Babenko P.Yu., Mironov M.I., Mikhailov V.S., Zinoviev A.N. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2020. V. 62. P. 045020.https://doi.org/10.1088/1361-6587/ab7943
Мелузова Д.С., Бабенко П.Ю., Шергин А.П., Зиновьев А.Н. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2019. № 4. С. 74. https://doi.org/10.1134/S0207352819040127
Мелузова Д.С., Бабенко П.Ю., Шергин А.П., Зиновьев А.Н. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2020. № 7. С. 98.https://doi.org/10.31857/S1028096020070146
Ziegler J.F., Biersack J.P. SRIM. http://www.srim.org.
Eckstein W., Matschke F.E.P // Phys. Rev. B. 1976. V. 14. № 8. P. 3231.https://doi.org/10.1103/PhysRevB.14.3231
Verbeek H., Eckstein W., Bhattacharya R.S. // J. Appl. Phys. 1980. V. 51. № 3. P. 1783. https://doi.org/10.1063/1.327740
Бабенко П.Ю., Зиновьев А.Н., Михайлов В.С., Тенсин Д.С., Шергин А.П. // Письма в журн. техн. физики. 2022. Т. 48. Вып. 14. С. 10.https://doi.org/10.21883/0000000000