离子注入过程中表面刻面形成的现象引起了极大的科学和技术关注。表面刻面——包括波纹状、金字塔状和阶梯状形貌——通常在非垂直入射的 keV 和 MeV 离子束注入期间形成,并且由注入气体效应所致。在某些情况下,这些特征也可能在垂直入射辐照期间出现:当双相区发生差异溅射时、当污染物无意中作为掺杂剂引入时,或当实验装置允许金属共注入时。已观察到在垂直入射的高温离子辐照下纳米晶镍表面纳米图案的形成——这是传统机制无法解释的现象。本文提出了一种在这些条件下驱动纳米图案形成的新机制。这些发现提供了有力证据,表明刻面是由表面及其邻近区域形成的空洞所导致的。还确定了晶体学取向与刻面类型之间的强相关性。具体而言,沿 和 方向取向的晶粒表现出平滑和波纹状形貌,而取向介于两者之间的晶粒则呈现出更复杂的形状。研究表明,具有低应力和表面能的晶粒往往表现出波纹状刻面,而较高的值则导致形成更复杂的形状。
Julie et al. (Thu,) 对这一问题进行了研究。