Modellizzazione del danneggiamento strutturale da ioni energetici nello stato solido per applicazioni litografiche

Con le tecniche di litografia ionica, basate sull'interazione tra un fascio di ioni energetici e un campione, è possibile modificare le proprietà strutturali e la reattività chimica di un materiale. Nella prima porzione di questa tesi verranno analizzate diverse simulazioni di danneggiamento di materiali da parte di ioni pesanti e leggeri, con particolare attenzione ai fenomeni che inducono una modificazione del campione. Queste simulazioni sono effettuate tramite il software Monte Carlo “Stopping and Ranges of Ions in Matter” (SRIM), che a partire da un ampio database, tramite il quale il programma simula il trasferimento di energia dal fascio incidente al campione tramite perdita di energia elettronica, nucleare e le diverse traiettorie degli ioni e degli atomi secondari che vengono generati dall'interazione radiazione materia. Successivamente viene simulata l'impiantazione di atomi sostituzionali all'interno di un solido, che occorre in concomitanza con la rimozione di atomi di un reticolo cristallino dalle loro posizioni reticolari, che vengono occupate dagli ioni incidenti. Nella seconda parte della tesi vengono confrontate diverse tecniche di litografia ionica rilevanti nell'ambito della Scienza dei Materiali, prestando particolare attenzione alla tipologia di materiali per la quale ciascuna tecnica risulta più adatta.