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Stopping and Range of Ions in Matter

Stopping and Range of Ions in Matter (SRIM) est une suite de logiciel permettant de calculer l’interaction des ions avec la matière. Le programme principal de SRIM est Transport of ions in matter (TRIM). SRIM est principalement utilisé dans le milieu de la recherche et de la technologie dans le domaine de l'implantation d’ions. Il est également largement utilisé dans d’autres branches de la science des matériaux de rayonnement.

Stopping and Range of Ions in Matter

Informations
Développé par James F. Ziegler
Première version
Dernière version SRIM-2013 ()
Écrit en Visual BasicVoir et modifier les données sur Wikidata
Système d'exploitation Microsoft WindowsVoir et modifier les données sur Wikidata
Environnement Microsoft Windows
Langues Anglais
Type Physique numériqueVoir et modifier les données sur Wikidata
Licence Freeware
Site web http://www.srim.org/

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Histoire modifier

SRIM tire ses origines du logiciel TRIM (Transport of ions in matter) publié en 1980[1]. Ce logiciel a été publié pour DOS. Il est inclus dans le logiciel SRIM depuis sa première version SRIM-2000. Cette version sera la première à nécessiter l'utilisation du système d'exploitation Microsoft Windows. Aujourd'hui, il est possible de l'utiliser sur des systèmes Unix grâce à des logiciels comme Wine[2].

Le logiciel a été développé par James F. Ziegler et Jochen P. Biersack en 1980[3]. Il connaît plusieurs mises à jour depuis sa publication. Actuellement, le logiciel est disponible dans sa version 2013[4].

Fonctionnement modifier

Le fonctionnement de SRIM repose sur une méthode de Monte-Carlo et plus précisément sur la méthode Binary collision approximation (BCA en anglais)[5] avec une sélection aléatoire du paramètre d'impact pour chaque ion.

Déroulement d'une simulation modifier

Pour les paramètres d'entrée, il est nécessaire de spécifier le type d'ions que l'on souhaite implanter, l'énergie d'implantation (de l'ordre de 10 eV à 2 GeV) et le type de matériau dans lequel on souhaite implanter les ions. En sortie, le programme répertorie la distribution tridimensionnelle des ions dans le solide et les paramètres, tels que la profondeur de pénétration, sa propagation le long du faisceau d'ions et perpendiculairement à celui-ci. La simulation conserve aussi toutes les cascades d'atomes dans la cible. La concentration de lacunes, la vitesse de pulvérisation, l'ionisation et production de phonons dans le matériau cible, la répartition énergétique entre les pertes nucléaires et électroniques et taux de déposition d'énergie sont d'autres paramètres conservés tout au long de la simulation.

Les programmes sont conçus pour pouvoir être interrompus à tout moment, puis repris plus tard. Ils ont une interface utilisateur facile à utiliser et des paramètres par défaut intégrés pour tous les ions et matériaux. Une autre partie du logiciel permet de calculer le pouvoir d’arrêt électronique de n’importe quel ion de n’importe quel matériau (y compris les cibles gazeuses) en se basant sur la paramétrisation de la moyenne d’une vaste gamme de données expérimentales[6]. Ces fonctionnalités ont rendu SRIM immensément populaire. Cependant, il ne tient pas compte de la structure cristalline ni des changements dynamiques dans la composition du matériau, ce qui limite son utilité dans certains cas.

Notes et références modifier

  1. ↑ J. P. Biersack et L. G. Haggmark, « A Monte Carlo computer program for the transport of energetic ions in amorphous targets », Nuclear Instruments and Methods, vol. 174, no 1,‎ , p. 257–269 (ISSN 0029-554X, DOI 10.1016/0029-554X(80)90440-1, lire en ligne, consulté le )
  2. ↑ « WineHQ - SRIM », sur appdb.winehq.org (consulté le )
  3. ↑ (en) James F. Ziegler et Jochen P. Biersack, « The Stopping and Range of Ions in Matter », dans Treatise on Heavy-Ion Science: Volume 6: Astrophysics, Chemistry, and Condensed Matter, Springer US, (ISBN 978-1-4615-8103-1, DOI 10.1007/978-1-4615-8103-1_3, lire en ligne), p. 93–129
  4. ↑ « SRIM », sur www.srim.org (consulté le )
  5. ↑ Mark T. Robinson et Ian M. Torrens, « Computer simulation of atomic-displacement cascades in solids in the binary-collision approximation », Physical Review B, vol. 9, no 12,‎ , p. 5008–5024 (DOI 10.1103/PhysRevB.9.5008, lire en ligne, consulté le )
  6. ↑ James F. Ziegler, M. D. Ziegler et J. P. Biersack, « SRIM – The stopping and range of ions in matter (2010) », Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 19th International Conference on Ion Beam Analysis, vol. 268, no 11,‎ , p. 1818–1823 (ISSN 0168-583X, DOI 10.1016/j.nimb.2010.02.091, lire en ligne, consulté le )
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