双束和旋转离子束表面溅射的蒙特卡洛研究

我们采用离子束侵蚀和表面扩散的动力学蒙特卡洛模拟方法，研究了最近提出的几种基于离子束溅射的表面制造方法，这些方法涉及双束设置、不同方向离子束的依次应用或样品旋转。在本工作中，我们仅考虑侵蚀主导的情况。通过将结果与一些理论命题和实验发现进行比较来讨论。两束反向对齐的离子束产生稳定的对称波纹。两束直角交叉的离子束仅在精确平衡时产生方形图案。在所有其他交叉束情况下，会产生波纹图案，并且其方向可由线性连续介质理论预测。在依次离子束溅射中，我们发现旋转步骤后，先前束流方向产生的结构会非常迅速地破坏，导致整体粗糙度瞬态下降。来自多个旋转步骤的图案叠加难以获得，因为它们仅存在于非常短的时间窗口内。在单束指向旋转样品的设置中，我们发现粗糙度对旋转频率呈非单调依赖，在由依次离子束设置中观察到的预结构弛豫所设定的频率尺度上出现一个非常明显的最小值。此外，我们发现结构高度的对数与频率的倒数成正比减小。