Sputtering of dust grains and its consequences for space processes.

Název práce: Odprašování prachových zrn a jeho vazba na procesy v kosmickém prostoru Autor: Marek Vyšinka Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí disertační práce: prof. RNDr. Jana Šafránková, DrSc., Katedra fyziky povrchů a plazmatu Abstrakt: Značná část hmoty v kosmickém prostoru se nachází ve formě pracho- vých zrn, malých kousků hornin o rozměrech řádově stovek nanometrů až stovek mikrometrů. Prach je v tomto prostředí vystaven dopadu energetických částic (elektronů, iontů, UV záření), které jej nabíjejí, ale i rozrušují jeho strukturu. Předložená práce se zabývá interakcí iontů s prachovými zrny, která vede jednak k modifikaci jejich povrchu prostřednictvím implantace iontů, ale i k jejich de- strukci prostřednictvím odprašování. V rámci práce představujeme dva modely interakce iontů s prachovými zrny - první pro určení implantačního profilu iontů a druhý pro určení tvaru odprašovaného zrna ležícího na povrchu většího tělesa. Výsledný tvar odprašovaného zrna následně porovnáváme s experimentem. Dů- ležitým výsledkem této práce jsou změřené odprašovací výtěžky pro kulová zrna z SiO2 při různých povrchových potenciálech zrna, které byly dosaženy současným bombardováním ionty a elektrony. Klíčová slova: ionty, prachová zrna, odprašování, odprašovací výtěžek, implan- tační profil 1Title: Sputtering of dust grains and its consequences for space processes Author: Marek Vyšinka Department: Department of Surface and Plasma Science Supervisor: prof. RNDr. Jana Šafránková, DrSc., Department of Surface and Plasma Science Abstract: A great part of matter in a space has a form of dust grains, tiny pieces of rocks with the dimensions of hundreds nanometers to hundreds micrometers. In this environment dust grains undergo collisions with energetic particles (electron, ions, UV photons) that leads to their charging and modification. The presented thesis studies ion-dust interactions and is focussed on dust grain modification through ion implantation and its destruction via sputtering process. Two compu- ter models are presented - first for computing the ion implantation profile in the grain and second, for the shape of the sputtered grain lying on the surface of a bigger object. The resulting shape of the grain is compared with that obtained experimentally. Important results of the thesis are measured sputtering yields for spherical SiO2 grains at several surface potentials obtained by simultaneous ion and electron bombardments. Keywords: ions, dust grains, sputtering, sputtering yield, implantation profile 1Katedra fyziky povrchů a plazmatuDepartment of Surface and Plasma ScienceFaculty of Mathematics and PhysicsMatematicko-fyzikální fakult