Molecular dynamics simulations reveal sub-surface mechanisms likely involved in the initial formation of nanometre-sized 'fuzz' in tungsten exposed to low-energy helium plasmas. Helium clusters grow to over-pressurized bubbles as a result of repeated cycles of helium absorption and Frenkel pair formation. The self-interstitials either reach the surface as isolated adatoms or trap at the bubble periphery before organizing into prismatic 〈1 1 1〉 dislocation loops. Surface roughening occurs as single adatoms migrate to the surface, prismatic loops glide to the surface to form adatom islands, and ultimately as over-pressurized gas bubbles burst.
分子動力学シミュレーションにより、低エネルギー・ヘリウムプラズマに曝露されたタングステンにおいて、ナノメートルサイズの「ファズ」の初期形成に関与すると考えられる表面下メカニズムが明らかになった。ヘリウムクラスターは、ヘリウム吸収とフレンケル対形成の繰り返しサイクルの結果として、過加圧バブルまで成長する。自己格子間原子は、孤立した吸着原子として表面に到達するか、バブル周辺部に捕捉された後、プリズマティック〈1 1 1〉転位ループを形成する。表面粗面化は、単一の吸着原子が表面へ移動すること、プリズマティックループが表面へ滑り移動して吸着原子アイランドを形成すること、そして最終的には過加圧ガスバブルが破裂することによって生じる。