Воздействие импульсного лазерного излучения на слои Si с высокой дозой имплантированных ионов Ag+
Баталов Р.И.
1, Воробьев В.В.
2,1, Нуждин В.И.
1, Валеев В.Ф.
1, Бизяев Д.А.
1, Бухараев А.А.
1, Баязитов Р.М.
1, Осин Ю.Н.
2,1, Ивлев Г.Д.
3, Степанов А.Л.
11Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского, ФИЦ Казанский научный центр РАН, Казань, Россия
2Междисциплинарный центр "Аналитическая микроскопия" Казанского федерального университета, Казань, Россия
3Белорусский государственный университет, Минск, Республика Беларусь
Email: dbiziaev@inbox.ru, batalov@kfti.knc.ru
Выставление онлайн: 19 сентября 2018 г.
С целью создания тонкого композитного слоя Ag : Si, содержащего наночастицы (НЧ) Ag, исследовано воздействие наносекундным импульсом рубинового лазера (lambda = 0.694 mum) на монокристаллический c-Si, имплантированный высокой дозой ионов Ag+. Импульсный лазерный отжиг (ИЛО) проводился с плотностью энергии, превышающей порог плавления аморфного a-Si (W ≥ 1.2 J/cm2). В процессе ИЛО исследовалась временная динамика отражательной способности R(t) зондирующего лазерного излучения (lambda = 1.064 mum) от слоя Ag : Si, которая сопоставлялась с данными компьютерного моделирования по длительности существования расплава. Изучены морфология поверхности, кристалличность и спектральное оптическое отражение R(lambda) слоев Ag : Si, подвергнутых ИЛО. Обнаружено, что ИЛО приводит к плавлению и последующей кристаллизации имплантированного a-Si с ионно-синтезированными НЧ Ag. Также установлено снижение среднеквадратичной шероховатости поверхности от 9 до 3-4 nm и перераспределение размеров НЧ Ag на две фракции: мелкие (5-15 nm) и более крупные (40-60 nm). В спектрах R(lambda) слоя Ag : Si после ИЛО наблюдалось ослабление интенсивности плазмонной полосы НЧ Ag в Si (lambdamax = 835 nm) по сравнению с исходной имплантированной поверхностью. Возможными причинами такого ослабления может быть уменьшение концентрации атомов Ag непосредственно у поверхности в результате диффузии части примеси Ag в пределах расплавленного слоя, а также частичное испарение Ag при ИЛО. -18
- Garcia M.A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. V. 44. P. 283001
- Schaadt D.M., Feng B., Yu E.T. // Appl. Phys. Lett. 2005. V. 86. P. 063106
- Dzhafarov T.D., Pashaev A.M., Tagiev B.G., Aslanov S.S., Ragimov S.H., Aliev A.A. // Adv. Nano Res. 2015. V. 3. P. 133
- Knight M.W., Sobhani H., Nordlander P., Halas N.J. // Science. 2011. V. 332. P. 702
- Li W., Xiao X., Dai Z., Wu W., Cheng L., Mei F., Zhang X., Jiang C. // J. Phys.: Condens. Matter. 2016. V. 28. P. 254003
- Воробьёв В.В., Рогов А.М., Осин Ю.Н., Брандт Н.Н., Нуждин В.И., Валеев В.Ф., Степанов А.Л. // Опт. и спектр. 2018. Т. 124. С. 617
- Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986. 662 с
- Spinelli P., Polman A. // Opt. Exp. 2012. V. 20. P. A641
- Степанов А.Л., Воробьев В.В., Нуждин В.И., Валеев В.Ф., Осин Ю.Н. // ЖПС. 2017. Т. 84. С. 726; Stepanov A.L., Vorobev V.V., Nuzhdin V.I., Valeev V.F., Osin Yu.N. // J. Appl. Spectr. 2017. V. 84. P. 785
- Глазов В.М., Земсков В.С. Физико-химические основы легирования полупроводников. М.: Наука, 1967. 372 с
- Stepanov A.L., Trifonov A.A., Osin Y.N., Valeev V.F., Nuzhdin V.I. // Optoelect. Adv. Mater. Rapid Comm. 2013. V. 7. P. 692
- Seo H.W., Chen Q.Y., Rusakova I.A., Zhang Z.H., Wijesundera D., Yeh S.W., Wang X.M., Tu L.W., Ho N.J., Wu Y.G., Zhang H.X., Chu W.K. // Nucl. Instrum. Meth. B. 2012. V. 292. P. 50
- Dhoubhadel M.S., Lakshantha W.J., Lightbourne S., D'Souza F., Rout B., McDaniel F.D. // AIP Conf. Proceed. 2015. V. 1671. P. 020003
- Wahl U., Correia J.G., Vantomme A. // Nucl. Instrum. Meth. B. 2002. V. 190. P. 543
- Двуреченский А.В., Качурин Г.А., Нидаев Е.В., Смирнов Л.С. Импульсный отжиг полупроводниковых материалов. М.: Наука, 1982. 208 с
- Bazarov V.V., Nuzhdin V.I., Valeev V.F., Stepanov A.L. // Vacuum. 2018. V. 148. P. 254
- Новиков Г.А., Баталов Р.И., Баязитов Р.М., Файзрахманов И.А., Ивлев Г.Д., Прокопьев С.Л. // ЖТФ. 2015. Т. 85. С. 89; Novikov H.A., Batalov R.I., Bayazitov R.M., Faizrakhmanov I.A., Ivlev G.D., Prokop'ev S.L. // Tech. Phys. 2015. V. 60. P. 406
- Szyszko W. // Appl. Surf. Sci. 1995. V. 90. P. 325
- Donovan E.P., Spaepen F., Turnbull D., Poate J.M., Jacobson D.C. // Appl. Phys. Lett. 1983. V. 42. P. 698
- Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1983. 616 с
- Novikov H.A., Bayazitov R.M., Batalov R.I., Faizrakhmanov I.A., Ivlev G.D., Prokop'ev S.L. // Solid State Phenom. 2016. V. 247. P. 24
- Гацкевич Е.И., Ивлев Г.Д., Чапланов А.М. // Квант. электрон. 1995. Т. 22. С. 805; Gatskevich E.I., Ivlev G.D., Chaplanov A.M. // Quant. Electron. 1995. V. 25. P. 774
- Cullis A.G., Webber H.C., Poate J.M., Chew N.G. // J. Microsc. 1980. V. 118. P. 41
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.
