COLLISION CASCADES AND SPUTTERING INDUCED BY LARGER CLUSTER IONS

Résumé
Des récents travaux expérimentaux avec des impacts de gros agrégats sur des surfaces solides suggèrent de grandes différences par rapport au cas usuel des rendements d'émission additifs, aussi bien dans le régime nucléaire que dans le régime électronique du pouvoir d'arrêt. Cet article est centré sur les cascades de collisions atomiques. En plus des effets très prononcés de pointe deux phénomènes sont mis en valeur qui sont spécifiques du bombardement par agrégats. Des chocs multiples d'atomes de l'agrégat sur le même atome cible peuvent créer des atomes de recul qui ont une vitesse plus grande que la vitesse maximum de recul pouvant être transférée au cours d'un choc de projectile monoatomique à une vitesse identique. Cet effet est important quand la masse atomique d'un atome du faisceau est plus faible que celle d'un atomes de la cible M1 << M2. Dans le cas contraire, M1 >> M2 les collisions entre les particules du faisceau peuvent accélérer certaines d'entre elles et en ralentir d'autres. Quelques conséquences sont indiquées. Des remarques sur le pouvoir d'arrêt nucléaire de gros agrégats et le "sputtering" électronique par bombardement d'agrégats sont données en conclusion.

Abstract
Recent experimental work on larger cluster impact on solid surfaces suggests large deviations from the standard case of additive sputter yields both in the nuclear and electronic stopping regime. The paper concentrates on elastic collision cascades. In addition to very pronounced spike effects, two phenomena are pointed out that are specific to cluster bombardment. Multiple hits of cluster atoms on one and the same target atom may result in recoil atoms that move faster than the maximum recoil speed for monomer bombardment at the same projectile speed. This effect is important when the atomic mass of a beam atom is less than that of a target atom, M1 << M2. In the opposite case, M1 >> M2, collisions between beam particles may accelerate some beam particles and slow down others. Some consequences are mentioned. Remarks on the nuclear stopping power of larger clusters and on electronic sputtering by cluster bombardment conclude the paper.