Gibt es eine Kristallorientierung, bei der die Zerstäubung der des amorphen Materials entspricht?

Schnelle Analysewerkzeuge erlauben die Untersuchung des Zerstäubungsverhaltens mehrerer zehntausend einzelner Kristallkörner.

Für Berechnungen wird oft angenommen, dass es weite Regionen von Kristallorientierungen gibt, die unter Ionenbeschuss so zerstäuben wie das amorphe Material. Es ist aber zum Beispiel bekannt, dass die Zerstäubungsausbeute von Materialien bei bestimmten Kristallorientierungen besonders klein ist. In jüngerer Zeit erfolgte Verbesserungen in der Technik der Elektronenrückstreubeugung (engl. EBSD = Electron Backscatter Diffraction) erlauben heute systematische Studien der Ausbeute als Funktion der Kristallorientierung. Die Messung der Kristallorientierung geschieht mehrere Größenordnungen schneller als noch vor wenigen Jahren. Dadurch können heute aufwendige Abbildungen der Kristallorientierungen polykristalliner Proben mit vernünftigem Zeitaufwand erstellt werden. Die entsprechende Zerstäubung auf jedem einzelnen Einkristallkorn kann mittels konfokaler Laserscanning-Mikroskopie ermittelt werden.

Durch den Vergleich solcher Experimente mit unabhängigen Molekulardynamik-Simulationen konnte gezeigt werden, dass sich beim Beschuß von Metallen mit 30 keV Gallium-Ionen die Zerstäubungsausbeute kontinuierlich mit der Kristallorientierung ändert – es gibt also keine weiten Bereiche, die sich wie amorphes Material verhalten.

Diese Arbeit wurde kürzlich in „Physical Review Letters" veröffentlicht:
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.225502