1
УДК 621.3.049.77
Перспективы получения нанометровой шероховатости
поверхности ионно-лучевым методом
© Е.В. Одинокова, Ю.В. Панфилов, П.И. Юрченко
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Анализируются перспективы получения нанометровой шероховатости поверхности
с помощью ионно-лучевой обработки, необходимой для изготовления элементов
оптических систем с шероховатостью поверхности порядка Ra 1…4 нм, например,
зеркал лазерных гироскопов, линз и зеркал телескопов и т. п. Приводятся результа-
ты теоретических исследований изменения коэффициента распыления материалов
при ионно-лучевой обработке в зависимости от профиля микронеровностей по-
верхности и угла падения ионов. Описана методика проведения эксперименталь-
ных исследований с учетом полученных теоретических зависимостей, а также
с различными энергетическими характеристиками пучка ионов и при различной
длительности обработки. Представлены результаты исследования рельефа поверх-
ности ситалловой подложки с помощью атомно-силового микроскопа Solver Next
до ионно-лучевой обработки и после воздействия на нее потока ионов с энергиями
1 и 3 кэВ, направляемого под различными углами. Показан пример представления ре-
зультатов измерения микрорельефа поверхности, полученных с помощью зондовых
микроскопов, в относительных единицах после компьютерной обработки сканов.
Ключевые слова:
атомно-гладкая поверхность, ионно-лучевая обработка, коэффи-
циент распыления, угол падения ионов.
В последнее время появилось много статей о якобы полученных
уровнях шероховатости поверхностей, исчисляемых долями нанометра,
причем авторов не смущает тот факт, что размеры отдельных атомов
составляют доли нанометра. В результате детального анализа этих ста-
тей выясняется, что мало кто задумывается о самом понятии «атомарно-
гладкой» поверхности, а измеренные с помощью сканирующих зондо-
вых микроскопов параметры шероховатости отражают не более чем
результаты математической обработки полученных изображений, кото-
рые зачастую составляют даже доли ангстрема!
Из литературы известно [1], что одним из самых прецизионных
методов обработки поверхностей является ионно-лучевое травление,
которое используется для уменьшения шероховатости поверхности раз-
личных деталей, например, элементов оптических систем: зеркал, линз,
призм и т. п. Известен термин «ионное полирование», определяющий
физическое распыление вершин микронеровностей поверхности высо-
коэнергетичными ионами инертных или/и химически активных газов.
