Rate equation modelling is performed to simulate and exposure of the surface with varying coverage of oxygen atoms (O) from the clean surface up to 0.75 monolayer of O. Density Functional Theory (DFT) calculated energetics are used as inputs for the surface processes and desorption energies are optimized to best reproduce the Thermal Desorption Spectrometry (TDS) experiments obtained for exposure. For the clean surface, the optimized desorption energies (1.10 eV–1.40 eV) are below the DFT ones (1.30 eV–1.50 eV). For the O covered surface, the main desorption peak is reproduced with desorption energies of 1.10 eV and 1.00 eV for 0.50 and 0.75 monolayer of O respectively. This is slightly higher than the DFT predicted desorption energies. In order to simulate satisfactorily the total retention obtained experimentally for exposure, a sputtering process needs to be added to the model, describing the sputtering of adsorbed species (D atoms) by the incident D ions. The impact of the sputtering process on the shape of the TDS spectra, on the total retention and on the recycling of D from the wall is discussed. In order to better characterize the sputtering process, especially its products and yields, atomistic calculations such as molecular dynamics are suggested as a next step for this study.
速度方程式モデリングが、清浄表面からOの0.75単分子層までの酸素原子(O)被覆率を変化させた 表面の および 曝露をシミュレートするために実施される。密度汎関数理論(DFT)によって計算されたエネルギー論が表面プロセスの入力として使用され、脱離エネルギーは、 曝露に対して得られた熱脱離分光法(TDS)実験を最もよく再現するように最適化される。清浄表面については、最適化された脱離エネルギー(1.10 eV–1.40 eV)はDFTの値(1.30 eV–1.50 eV)を下回る。O被覆表面については、主な脱離ピークは、それぞれOの0.50および0.75単分子層に対して、1.10 eVおよび1.00 eVの脱離エネルギーで再現される。これはDFTが予測した脱離エネルギーよりもわずかに高い。 曝露に対して実験的に得られた総保持量を満足にシミュレートするためには、入射Dイオンによる吸着種(D原子)のスパッタリングを記述するスパッタリングプロセスをモデルに追加する必要がある。スパッタリングプロセスがTDSスペクトルの形状、総保持量、および壁からのDのリサイクリングに及ぼす影響について議論する。スパッタリングプロセス、特にその生成物と収量をよりよく特徴付けるために、分子動力学などの原子論的計算が本研究の次のステップとして提案される。