Computer simulation of electronic excitation in atomic collision cascades [Elektronische Ressource] / von Andreas Duvenbeck

Computer Simulation of Electronic Excitation inAtomic Collision Cascadesvom Fachbereich Physikder Universita¨t Duisburg-Essenzur Erlangung des akademischen Grades einesDoktor der Naturwissenschaften(Dr. rer. nat)genehmigteDissertationvonAndreas Duvenbeck aus DorstenReferent: Prof. Dr. A. WucherKorreferent: Prof. Dr. M. SchlebergerTag der Einreichung: 20.12.2006Tag der mu¨ndlichen Pru¨fung: 05.04.20072Contents1 Introduction 52 Fundamentals 112.1 Sputtering Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.1.1 Single Knock-On Regime . . . . . . . . . . . . . . . 122.1.2 Linear Cascade Regime . . . . . . . . . . . . . . . . 122.1.3 Spike Regime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.2 Formation of Ions in Sputtering . . . . . . . . . . . . . . . . 173 MD-Simulation 253.1 History of MD-Simulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.2 Today’s Role of MD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.3 MD-Simulation of Collision Cascades . . . . . . . . . . . . . 283.3.1 Potentials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.3.2 Numerical Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 SPUT93 394.1 Model Crystal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404.2 Initial and Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . 404.3 Impact Zone. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414.4 Numerical Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434.5 Trajectory Analysis . . . . . . . . . . .