Anomalously high collection of copper ions implanted in aluminium

Polycrystalline aluminium was bombarded with 30 and 60 keV Cu ions in an electromagnetic isotope separator. The quantity of copper collected as a function of the bombardment dose was measured by elastic back-scattering of 1.8 MeV He+ ions. From the scattering spectra the composition of the Cu–Al alloy formed was calculated. At a current density of 20 μA/cm2 a collection curve with an anomalously high maximum was obtained, this being about 3.5 times the value of the final steady state attained after prolonged bombardment. The alloy composition at the maximum was about Cu2Al, while the final composition was about CuAl2. If oxygen gas was sprayed onto the specimen surface during the ion bombardment a steady state with a composition of roughly Cu2Al was also obtained at the higher current densities. The bombarded specimens were examined using transmission electron microscopy; precipitates of the various possible phases are observed. Polykristallines Aluminium wurde in einem Isotopentrenner mit 30 und 60 keV Cu-Ionen beschossen. Die Menge der angesammelten Kupferatome als Funktion der Dosis wurde mittels elastischer Ruckstreuung von 1.8 MeV He+-Ionen gemessen. Aus den Streuspektren war es moglich, die Zusammensetzung der unter Ionenbeschus gebildeten Legierungen zu berechnen. Mit einer Ionenstromdichte von 20 μA/cm2 wurde eine Kollektionskurve mit einem anomal hohen Maximum erhalten. Dieses Maximum war ungefahr 3,5mal hoher als die stationare Endmenge des Kupfers, die durch einen andauernden Beschus erhalten wurde. Die dem Maximum entsprechende Zusammensetzung der Legierung war etwa Cu2Al, wahrend die Endzusammensetzung etwa CuAl2 war. Durch Bespruhen der Targetoberflache mit Sauerstoff wahrend des Ionenbeschusses wurde der stationare Zustand mit einer Zusammensetzung von ungefahr Cu2Al auch mit hoheren Ionenstromdichten erhalten. Die beschossenen Proben wurden mit einem Elektronenmikroskop untersucht; verschiedene mogliche Legierungen wurden beobachtet.