Abstract
В настоящей работе рассмотрены структурные изменения в нитриде кремния, облучаемом быстрыми тяжелыми ионами, исследованы с помощью комбинированной численной модели. Использованный подход состоит из Монте-Карло кода TREKIS и классической молекулярной динамики. Кинетика электронной подсистемы описывается с помощью Монте-Карло код TREKIS, а релаксация кристаллической решетки отслеживается методом молекулярной динамики. Достоверность данных о возбуждении электронной подсистемы с помощью TREKIS была осуществлена путем сравнения расчетных структурных повреждений, вызванных прохождением иона, с экспериментальными данными просвечивающей электронной микроскопии. Моделирование воздействия облучения быстрыми тяжелыми ионами на аморфный Si3N4 показывает, что релаксация поглощенной энергии приводит к образованию цилиндрической области (трека) с пониженной плотностью и диаметром около 3,5 нм, окруженной оболочкой с повышенная плотность. Рассчитанные размеры треков (диаметр) для ионов различных масс и энергий, определенные по ширине профиля плотности на половине высоты, аналогично экспериментальной методике, показали хорошее совпадение с данными просвечивающей электронной микроскопии. Изучение образования треков вблизи границы между кристаллитами с одинаковой структурой, но разной ориентацией в пространстве показало, что эта граничная область повреждается сильнее, чем окружающий материал.