Surface-shifted deuterium profiles are re-examined in deuterium-ion irradiation experiments by using a combined experimental and modelling approach. Recrystallized tungsten foil samples were irradiated with energetic deuterium ions and the defect and deuterium depth profiles were studied using positron annihilation spectroscopy and secondary ion mass spectroscopy. We report direct experimental evidence of trapping of deuterium at the vacancies created by the deuterium ions themselves during the implantation by using positron annihilation studies. The deuterium profile is simulated using a Monte-Carlo diffusion model by taking into account the defect-aided diffusion of deuterium due to the local strain field created by the vacancies. The simulations also elucidate the role of the anisotropy in the diffusion and trapping of deuterium in ion-implantation experiments in metals.
表面シフトした重水素プロファイルを、実験とモデリングを組み合わせたアプローチにより、重水素イオン照射実験において再検討した。再結晶タングステン箔試料に高エネルギーの重水素イオンを照射し、欠陥および重水素の深さプロファイルを陽電子消滅分光法と二次イオン質量分析法を用いて調べた。陽電子消滅研究により、注入中に重水素イオン自身によって生成された空孔への重水素の捕捉の直接的な実験的証拠を報告する。重水素プロファイルは、空孔によって生成された局所ひずみ場による欠陥支援拡散を考慮したモンテカルロ拡散モデルを用いてシミュレーションする。シミュレーションはまた、金属中のイオン注入実験における重水素の拡散と捕捉における異方性の役割を解明する。