团簇产生原理及方法.pdf

第 9卷第 4期 2 0 0 3年 1 2月 真 空与低 温 Va c u u m Cr v o 211 团簇产 生原 理 及 方 法 李公平 包 良满 张 小东 丁 宝卫 刘正民 兰州大 学 物理科 学与技 术 学院现代物理 系 甘 肃 兰州 7 3 0 0 5 0 摘要 结 合 在 团簇 源方 面 的工 作 系统 评述 了 目前 各 种 团簇 源装 置产 生 团簇 的原 理 和方 法 给 出了 它们 的结 构示 意 图和一 些典 型 应用 对 团簇 源今后 的发 展方 向进行 了展望 关键 词 团簇 源 粒子 碰撞 凝 聚 中 图分 类号 04 6 9 05 7 2 2 文献 标识 码 A 文 章编 号 1 0 0 6 7 0 8 6 2 0 0 3 0 4 0 2 1 1 0 6 THE REVl EW oF PRl NCl PLE AND M ETHoD oF CLUS TERS SoURCE LI Gong pi ng BAO Li a ng ma n ZHANG Xi ao don g DI NG Ba o we i LI U Zhe ng mi n S c h o o l o f Ph y s i c a l S c i e n c e a nd Te c h n o l o g M o d e r n Ph y s i c s De pa r t me n t Lan z h o u Un i v e r s i t y Lan z h o u 7 3 0 0 0 0 Ch i n a Ab s t r a c t Th e p r i n c i p l e s a n d me t h o d s o f p r e s e n t c l u s t e r s s o u r c e a p p a r a t u s a r e r e v i e we d s y s t e ma t i c a l l y S c he ma t i c d i a g r a m s o f t h e c l u s t e r s p r o d u c i n g a p p a r a t u s a n d t h e t y p i c a l a p p l i c a t i o n s o f c l u s t e r s s o ur c e s a r e d e s c r i b e d Th e o ut l o o k o f f u t u r e c l u s t e r s s o ur c e s d e v e l o p me n t i s p r e s e n t e d Ke y wo r d s c l us t e r s s o u r c e p a r t i c l e s c o l l i s i o n c o n d e n s e 1引 言 团簇 c l u s t e r s 是 指 由几个到几百乃至上万个原子 或分子 结合在一起构 成 的相对稳 定 的非 刚性集合体 它具有一 系列既不 同于单个 原子分 子 也不 同于大块 固体 的物理 和化学性质 它是单 个原子分子 到宏 观 固体 之间的过 渡态L l 团簇研究 的主要 内容是 3 团簇 的原子 组态和电子结构 团簇 物理化学性质及其 向大块物 质演变过程 中与尺寸 的关联 团簇 同物质相互作用 的特征及 其规律 团簇组装 材料 等 载能 团簇束 的沉积应 用已能产 生许多高质量 的薄膜 目前 团簇研 究 已成为 国际热点 问题之一 自然界 中 也有 团簇 粒子存在 如大气烟雾 宇 宙尘埃等 但是用人工方法产生 团簇是 团簇物理研究 的基 础 目前 团簇 的产生方法分两大类 物理方法 和化学方法 根据研究 问题的不 同 物理方法又分许 多种 作 者综述 了 目前 团簇 产生 的各 种物理 方法和原理 并结合一 些工作 给出了相应 的评述和结果 2团簇 源 现 状 2 1载 气超 声 速 喷嘴 源 图 1是典 型的载气超声 速喷嘴源 金 属在加热炉里被加热蒸发而汽化 金属蒸气压力 在 1 0 1 O P a 为 了增加蒸 发室里 的压力 通人情性气体 使 压力达到几个大气压 混合 的金属蒸气和惰性气 体 通过一个小 喷 口进入真空 室 由于小喷 口两边 的压力差 束流获得 了很 高的速度 成为超声速 分子束 这一过程 可 以看 作是气体 的绝 热膨胀 绝热膨胀 时混合气体 温度降低 金 属原子过饱和冷凝聚成 团簇 如果膨胀后金 属原子 的密度太低 就不会生成 团簇 如果惰性气体压力小 团簇就不会得 以充 分冷却 收 稿 日期 i 2 0 0 3 0 4 0 9 作 者简 介 李 公平 1 9 6 4 一 男 河南 省济 源市 人 博 士 副教 授 从事 离子 束物 理及 应用 研究 维普资讯 2 1 2 真 空与 低温 第 9卷 第 4期 由气体 膨胀引起 的温度 降低 足以保 持团簇 的稳定而不使它再蒸发 否则 团簇可能蒸 发一个或更多 的原 图 1载气 超声 速 喷嘴 团簇 源 1 防护 层 2 加 热层 3 防 热罩 4 针 空 喷嘴 5 隔板 6 蒸 发室 7 气体 进 口 子 团簇 的 聚 集 和蒸 发 同时 进 行 在 很 低 的 温 度 下 可 产 生 碱 金 属 的二 聚 物 和 三 聚 物 对 于 大 尺 度 的 团簇 在最 后 的 冷 凝 过 程 中 会 蒸 发 出原 子 因此 产生团簇 的温度接近于蒸发极 限温度 团簇的产额取决于热 力 学 过 程 且 和金 属 原 子 获 得 的 能 量 有 很 大 的关 系 实验 已经发现 惰性气体压力越大 团簇 的产额也相应 变大 因为 较 多的气体增 加 了金属 原子 的碰撞 几 率 容 易使 金属蒸 气产 生凝 聚 当然 如果 不使 用惰性气 体 也能产 生 团簇 不过这 只 限于小 的 团簇 例 如 只 有 几 个 原 子 的 团簇 这种源可 以产生强束流 团簇 它适用 于任何 熔点 的碱 金属 团簇 原子数 目从 几个到几百个 不等 在适 当的条 件下 也可 以产 生几 千个 原子 的团簇 这 种源主要适 用于汽化点在 1 5 0 0 K 以下 的金 属 这种 源 包括一 个蒸 发室 一个 通管 末 端有一个 直径 为 1 0 0 m 的针 型喷 口 金属 由带 有钨 丝 的陶瓷加 热 炉蒸 发 用水冷系统来 防止 真空 室过热 2 2 气体 凝 聚 团簇 源 气体 凝聚 团簇源 如 图 2所示 它 的基本原理是 把放置在坩埚里 的所需材料加 热蒸 发 产 生金 属蒸气 然后通入氦气 并用液 氮冷却 由于氦气 的引入 使得金属蒸气温度过低 在氦 气的凝 聚作用下 金属原子持 续 凝 聚 而 成 团簇 由于 团簇 的 再蒸 发 几 率 很 小 因此 团簇 的 产 额 与 热 力 学 稳 定 性 关系不大 团簇 产额 和团簇 的直径有关 团簇 的大小 由原子之 间碰撞 的统计 平均值决定 这种源用来产 生大团簇 团簇大小可达 2 O 0 0 0个原子 团簇 是很 有效 的 但束流强度 弱于载气超声速喷嘴源 团簇 的大小取决 于源的各个参 数 如金属蒸 气密度 氦气 流速率 喷 口的直径 等 团簇 的最终温度低 于超声速 源 而且温度也取 决于源的各个参数 这 种源可用 来产生持 续的碱金属和 高熔 点金 属 如贵金属 团簇束 但 团簇 图2 气体凝聚团簇源 产额 比超声 速喷嘴源小得 多 这在某种程度上 限制 了此源 的使用 液氮进口 氮气进口 2 3激 光 蒸发 团 簇 源 坩埚 真 激光蒸发 团簇源 与其他 团簇源所不 同的是 团簇束 流为脉冲式的 从原理 讲 这 种源可 以产生所 有 的金属 团簇 典型 的实验装置如 图 3 所示 一束 强激 光经聚焦后投射 到靶 上 激光 图 3 激 光 蒸发 团簇 源 1 靶 丸 2 喷 口 3 激 光 入 口 4 脉 冲阀 门 辐射在 照射 区被物 质所 吸收 照射表层 下一个 薄层 被加 热 温度升 高直到 物质 熔化并蒸发 产生金属蒸气 靶 丸由旋转装 置带动旋转 以保证 整个靶都受到激 光 的照射 氦气以脉冲的方式 通入系统 中 由于气体 的冷却 使得金属原子过饱 和而凝 聚成团簇 团簇和气体 的混和物经喷 口射 出 此 源结合 了超速 喷嘴源和气体凝 聚源的特点 在这 种源里 团簇 的形 成过 程 和初始 的冷却 过程 与气体 凝聚源一 样 绝热膨胀过程 和载 气超声速喷嘴 团簇 源一样 冷却的程度取决于喷 口直径和气体 的压 力 使用较大 的喷 口 可 以产生 较 大 的 瞬 时高 压 团簇 的大小分布依赖 于源 的条件 团簇 原子数 目从几个 到几 百个不等 在 合适 的工作条件 下 也 可达几 千个原子 金属 的消耗很低 且与所选材料有关 由于束流是脉 冲式 的 可得到 很 强 的 瞬 时 团簇 2 4 脉 冲 电弧 离化 团 簇 源 图 4为脉 冲电弧离 化团簇源 4 脉冲电弧离化团簇源 和激光蒸发 团簇 源很类 似 所不 同的是用电弧蒸发 金属代替 了激光蒸 发 在这 种源里 2个 电极对 向放置 待蒸发 材料放置在 电极上 加上 电压 电极之间弧光 放 电 把 材料熔 化 蒸 发成金属蒸气 经气体 冷凝而成团簇 由于弧光 放电 可 以产生 多种离子 如惰性气体 离 子 金 属离子 当然还有 中性粒子 原子 团经过复杂 的碰撞过程 部分团簇被 电离而带 电荷 形成离化 团簇 维普资讯 李 公平 等 团簇产 生原 理及 方法 2 1 3 这种 源 比激 光蒸发源具有优 点 首先 团簇束流很强 且大约 1 0 的蒸气金属被 电离 再 者 由于不 使用 激 光 费 用 较 低 2 5溅 射 团簇 源 溅射 团簇源 典型 的装置如 图 5所示 它 的原理是 离子枪使惰性气体 电 离 由引 出电极将 电离气 体引 出 经聚焦 电极使 气体离子汇聚 成束 对 离子束 加速 使之具有 较高 的能 量 气体离子轰击 金属靶表 面 靶原子被溅射 后从各 个方 向飞 出 溅 射 出来 的粒子 能量 比热蒸发粒子的能量大得多 溅射 出的粒子 碰撞被 电离 通 过离子透镜 聚集成 团簇 团簇部分 被 电离 离化 团簇束 通过能 量过滤箱被选择 最后 引出单 能 团簇束 一 般 团簇束强 度随着 团簇尺寸 的增加而减 小 为 了提高团簇 的产 额 可以 使用 质量 较大的惰性气体 如 Kr或 Xe 惰性气体离子束 的能量在 1 0 2 0 k e V 之 间 束流强度在 1 0 mA左 右 图 5 溅 射 团簇 源 1 离 子枪 2 惰性 气 体束 3 金属 靶 4 离 子透 镜 5 能量 过滤箱 6 离化 团簇 束 刚产 生 的 团簇 温度 很高 但 蒸发 可使得 团簇 降温 团簇 的动能大约在 1 0 e V 或更 大一些 由于 4 图 4 脉 冲 电弧 离化 团簇 源 1 阴 极 2 绝 缘 层 3 延 长 喷 口 4 阳极 5 脉 冲 阀门 团簇 的冷 却过程包括 了团簇原子 的蒸发 因此 团簇 丰度谱 可反映 团簇 与能量 的 热 力 学 性 质 2 6液 态金 属 离化 团簇 源 液态 金属离 化团簇源 4 如图 6所示 用加 热器使金属熔化成 液态 置 于金 属 中的钨 丝加上 电压 钨丝尖端成针形 产生很强 的尖端 电场 液态金属在 强电 场作 用下获 得能量 使得 金属 液滴从 钨丝尖 端喷射 出来 在 电场 的作 用下碰撞 多次 电离 经蒸发冷却 凝聚成离化 团簇 由引 出电极 引出 经 三极 透镜聚焦形 成离化 团簇束 这种源适用于熔点很高的金属 可产 生 多 电荷 团簇 2 7加 热 蒸发 离化 团簇 源 这 种源最早 由 E l 本 Ta k a g i 等嘲建立 其装 置如 图 7所示 整个装置包括坩埚 源 离化器 加速极等 在密封 的坩埚里放 置所需材料 加热坩埚 以使 材料在高温下蒸发 坩埚 内蒸气压可达 1 3 3 P a到 图 7 加 热蒸 发 团簇 源 1 热 电 偶 2 基 片 支 架 3 加 热 器 4 基 片 5 挡 板 6 团 簇 束 7 离化 用 热 电 子 灯 丝 8 坩 埚 加 热 器 9 坩 埚 1 0 冷 却 水 出 口 1 1 冷 却 水 进 口 1 2 蒸 发 物 质 1 3 喷 口 1 4 冷 却 水 1 5 栅 极 1 6 加速 电极 1 0 P a 坩埚 外的压力 是 1 3 3 1 0 P a 内外 形成压力差 蒸气通过坩璃嘴向外喷射 由 图6 液态金属离化团簇源 于很 大 的压 力 差 因此 蒸 气 热 能 转化 为 动 对 能 在此过程 中 发生绝热膨胀 蒸气 温度 降 低 冷凝到饱和状态 凝聚成团簇 原子 团簇 中有几 十到几千个原子 原子团 簇通过 由热 阴极 和阳极构成 的离化器 热 阴极发 射 的电子在 电场作用 下轰 击原子 团簇 使部分 团簇离化 产生离化 团簇束 经过加 速 电极加 速 团簇束 获 得 一 定 动 能 用该 团簇 源沉 积可 以获得高质 量薄膜 6 但该 团簇 源产生 的束 流中 团 簇含量低 2 8磁 控 溅 射 团 簇 源 图 8是德 国 Ha b e r l a n d等 1 0 3 最早设计 的磁控溅 射加 液氮冷 凝 E C I I型 团簇源 2个 相对靶组成磁控溅射头 1 0 0 ram 并 由水冷却 2靶之 间的 距离 可调 一般为 3 0 5 0 mm 溅射 电压为 4 0 0 V 溅射 电流为 1 2 A 通常 采用 Ar和 N 为工作气 体 溅射气压约 4 0 P a 被溅射 出的原子或原 子 团在 工作气体 的载带下 通 过一个光 阑 孔径可变 进入 液氮冷凝区 在液氮冷凝 区内 由于粒子之 间的相互 碰撞 形成团簇 所形成 的团簇通过第二个光 阑进入差分抽气 区 这一级 的差分抽气是通过油增 压泵进行 的 冷凝 l 日 维普资讯 2 1 4 真空 与低 温 第 9卷 第 4 期 区气压维持在约 5 P a 这一 区间大量 的工作气体 被抽走 而 团簇束继续 向前通过第 三级光 阑 最后 进入沉积 室 沉积室 的真空是 由分子泵维持 的 根据前 面光 阑的大小不 同和进 气 量的不 同 一般维持在 0 O 2 O 1 0 P a 通过靶架 电位 的不 同可以改 变 团簇沉 积到样 品衬底上的能量 北 京 大学重 离子 物理研 究所 根据 Ha b e r l a n d提 出 的 I型原 理也 设计 了一 台团簇源 其结构 与图 8所示装 置相似 利用该 团簇 源进行 了团簇束沉 积生长 薄膜等实验 1 图 9所示装置是 德国 Ha b e r l a n d等 1 改进 的 E CI 型 团簇 源 在 图8 磁控溅射液氮冷凝团簇源 放 电室通 入 适 当 气压 的工 作 气 体 1 气体人13 2 水冷 3 液氮人13 4 士 Ar 阴阳极 保持适 当的距 离并 加 3 0 k V高压 增压泵 分子泵 光 载 恰 当 的 电压 可发 生 辉 光 放 电 一 电离 的 Ar 在 放 电 电压 的 作 用下 轰击 阴极靶 材 产生溅 射作用 溅射粒子 部分 穿过 阳极孔 并在引 出电压 和气 流的作 用下 向引 出端运动 粒子在传输路径上 主要是在溅射室 经 过复杂 的碰撞 过程 最 终可 以产生 团簇离子 在靶 的结构上增 加一永久磁 铁 此磁场改变 了电子 的运动方 向 正交的 电磁场约束 和延长 了电子 的运 动轨迹 从而提 高了电子对工作气体 的电离几 率 有效 地利用 了电子 的能 量 因此 在异 常辉光 放 电中正离子对靶材轰击 所引起 的溅射更 加有效 图 9 磁 控溅 射气 体凝 聚 团簇源 1 液 氮 套 筒 2 氩气 进 口 3 氮 气 进 口 4 溅 射 靶 5 挡 板 6 衬 底 7 TOF通 道 8 真空 系统 在粒子 的传输 路径上加一液氮 腔 其 中通 以液氮 粒子在液氮冷凝的作用下 热运动变慢 增加 了粒子间 的碰 撞几率 有利于 团簇 的形成 由于系统 中存在 大量 的离子 使 团簇 和离子碰撞 而被 电离 产生离化 团簇束 增加 He气和 Ar 气 的流量 比 可使 团簇尺寸变小 团簇的 电离率较高 如 Al 为 6 O 8 O Mo为 2 O 6 O Cu为 2 O 5 O 中 国科 学 院上海原 子核研究 所基 于Ha b e r l a n d 型原理设计 了一 台磁 控溅射 气体凝 聚团簇 源 如 图 1 O 图 1 O上 海 原 子 核 研 究 所 磁 控 溅 射 气体凝 聚 团簇 源 1 液 氮套 筒 2 溅射 气 体 3 溅射 靶 头 4 溅 射靶 5 挡 板 6 基 片 7 膜 厚 计 8 束 流加 速 偏转 聚焦 系统 9 真空 阀 门 1 0 TOF通 道 U 微道 通板 1 2 光阑孔 1 3 观察窗 1 4 真 空机 组 所示 他们在该装 置上进行 了 Ar 进气量 弧流 沉积 电压等对沉积速 率 薄膜性质的影 响实验 1 南京 大学 固体微 结构 国家重点 实验 室用此原 理建 造 了一 台团簇 源 利用多级差分法使沉积室可 以达到超高真空 目前正在调试束 流 2 9双 激 光 蒸 发 混合 团簇 源 近 年来 人们 也对 混合 掺杂 团簇源进行 了研究 设计 出了相应 的 混合 掺杂 团簇 源 所谓混 合 掺 杂团簇 源 是 指若干 数 目的 2种 或 2 种 以上 的原子 分子 或离子 以物理 或化学 的结合 力组成 的相对 稳定 的 聚集体 其性质依赖于组分和尺寸 混合 掺杂 团簇源是相对 于单一 团 簇 而言 的 单一 团簇 源 经 过改进 如 实验材 料 的选取 或制备 均可应 用于混合 掺杂团簇源 中科 院上海光机所 1 I 基 于激光蒸 发 团簇源 成功地设计 了一 台大 型 的双激光蒸发混合 团簇 源 如图 1 1 所 示 2台准 同步激 光器分别蒸 发不 同材 料 的靶棒 靶棒 可平动 转 动 以保证 每一蒸发激光脉 冲照射在靶棒表 面上 氦气经脉 冲气 阀通入 产生 强 的气体 脉 冲 冷却 和载 带 由激光 蒸发 产生 的金属 蒸气 金属 蒸 气在 喷嘴管道充分混合并碰撞 形成 混合 掺杂 团簇 团簇 经喷嘴 向真 空 区做 超声速绝热膨胀 而凝聚冷却 再经准直 器后形成 团簇束 流 准 分子激光器用来 离化 团簇束流 中未被 电离的团簇 2 1 0气体 离化 团簇 源 图 1 2所示是一个 典型 的气体离化 团簇源 压力为几个大气压的气体 如 Ar N C O 等 经过 一个 细 维普资讯 李公 平等 团簇产 生原 理及 方法 2 1 5 小的喷 口进入真空室 发生超声速绝 热冷凝膨胀 气体分子 原子碰撞凝 聚形 成了团簇 在整个气 流中 仅有 一 小部分气体 形成 团簇 准直 器阻止 了非团簇气 体 的通 过 只允许大部 分以直线行进 的气体 团簇通过 利用多级 差分 系统抽 真空 使 得团簇进入高真空 区 中性团簇经过 离 化器 被 电子轰击 电离 形 成离化 团簇束 离化 团簇束 被 加速 电极加 速 最高 能量可达 1 0 e V 团簇 用 此装置 可 产 生 Ar C O N 一 般 l 取 值 在 2 1 O t 载能 气体离 化 团簇 束 与 固体 表 面作 用 可对 固体 表 面进行 清洁和光滑等 1 h iE 3 Ha b e r l a n d 1 I 型 团簇 源 研 制 及 调 试 3 1 磁 控 溅射 气 体 凝 聚 团簇 源装 置 根据 Ha b e r l a n d I型原 理 结合作 者现有条 件 研 制 调试 了一 台团簇 源 一 方面用来产 生微团簇 用于 串列 8 图 1 1 中科 院上 海光 机 所双 激光 蒸发 混合 团簇 源 1 氮气 人 口I 2 脉 冲气 阀 3 激光 器 一 I 4 喷 喷 I 5 准 直 器 6 准分 子 激 光 7 团簇 柬 流 I 8 泵浦 I 9 时 间 飞行 通 道 1 0 激光 器 二 加速器产生 Me V量级 的团簇束 为研究 Me V 量 级微 团簇 束与物 质作用作 准备 另一 方 面用来 研究低 能 团 簇 束 沉 积 成膜 工作 重 点是 验 证原 理 并 积 累 经 验 实 验装 置 简 图示 于 图 1 3 主要 由放 电室 粒子 传 输 l 图 1 2 气 体离 化 团簇源 1 气体 人 口 2 喷 嘴 3 准直器 4 中性 团簇柬 检测 器 5 离 化 器和质 量选 择器 6 法 拉 第筒 7 加 速极 8 偏 转 系统 9 靶 1 0 机 械泵 1 1 扩散 泵 1 2 涡轮分子 泵 8 0 0 L s 8 0 0 L s 图 1 3团簇 产生 装 置示意 图 1 阳极 2 阴极 靶 3 永 磁 4 氮化 硼 5 绝 缘套 筒 6 电离 规 7 热 偶规 I 8 法 兰 I 9 吸极 Az A2 光 阑 通道 差分 光阑 液 氮冷凝 腔 电源 系统 靶杆 吸极 阴极冷却 系统 真空抽气系统等组成 整体上可将粒子在 离子源 中的传输途径 分为 4个 区域 即 I区 区 区和 区 3 2调 试 的 重 要 结果 Ha b e r l a n d I型团簇 源是一 种较 强的负团簇离子源 当引 出正 电荷 团簇 粒子束时 束流弱 反之 当引出 维普资讯 2 1 6 真空 与低 温 第 9卷 第 4期 带负 电荷 的团簇粒 子束 时 滤去 了电子 的影响 束 流强 引出带 负电荷 的团簇粒 子束 比引 出带正 电荷 团簇粒 子 束 强 几 十倍 4结束 语 根据不 同的研究 目的和用途 团簇 产生的多元 化仍是今后 发展的方向 目前 团簇 产生 的机制还不是十分 清楚 仍需进 一步搞清 团簇产生 的机理 探索 团簇产生 的新方法 逐步实 现尺寸均一可控 的团簇 源 参考 文 献 1 2 3 4 5 6 7 8 9 E l O 3 1 1 E 1 2 3 1 3 3 1 4 3 1 5 3 1 6 3 1 7 TE MB R E LL O T A C l u s t e r S o l i d I n t e r a c t i o n J Nu c l I n s t r a n d Me t h 1 9 9 5 B 9 9 2 2 5 2 2 8 卢 希庭 沈定 予 王 雪梅 等 Me V 微集 团束 与物 质 的相互 作用 J 原子 核物理 评 论 1 9 9 8 1 5 3 1 5 O 1 5 4 王 广厚 团簇物 理 的新 进展 I J 物理 学进 展 1 9 9 4 1 4 2 1 2 1 1 7 2 WAL T A D E HE E R Th e p h y s i c s o f s i mp l e me t a l c l u s t e r s e x p e r i me n t a l a s p e c t s a n d s i mp l e mo d e l s J Re v Mo d Ph y s 1 9 9 3 6 5 3 6 1 1 6 2 2 TA KAGI T I o n i z e d c l u s t e r b e a m t e e h n i g u e J Va c u u m 1 9 8 6 3 6 2 7 3 1 TA KAGI T I o n i z e d c l u s t e r b e a m r e p o s i t i o n a n d e p i t a x y C NJ No y e s P u b l i c a t i o n s P a r k Ri d g e 1 9 9 8 YAMAD A I US UI H TAKGI T Th e f o r ma t i o n a n d k i n e t i c s o f i o n i z e d c l u s t e r b e a ms J Z P h y s 1 9 8 6 D3 1 3 7 1 4O PRUETT J G W I NDI S CHM ANN H NI CHOLAS M L e t a 1 Cl u s t e r s i z e a n d t e mp e r a t u r e me a s u r e me n t i n a p u r e v a p o r s o u r c e e x p a n s i o n J J Ap p l P h y s 1 9 8 8 6 4 2 2 7 1 2 2 7 8 TURNE R D S HANKS H Ex p e r i me n t a l a n d c o mp u t a t i o n a l a n a l y s i s o f i o n i z e d c l u s t e r b e a m d e p o s i t i o n J J Ap p l Phys 19 91 70 5 3 85 5 40 0 HABERLAND H M ALL M M OS ELER M e t a 1 Fi l l i n g o f mi c r o s i z