Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2023, выпуск 4 » Статья стр. 692
<<<>>>
Морфология поверхности и структурные свойства кристаллов GaTe после ионно-плазменной обработки
DOI: 10.21883/FTT.2023.04.55310.21
Переводная версия: 10.21883/PSS.2023.04.56012.21
Министерство образования и науки Российской Федерации, Государственное задание ЯФ ФТИАН им. К.А. Валиева РАН, FFNN-2022-0017
Министерство образования и науки Российской Федерации, Государственное задание ИФТТ РАН, FFWE-2022-0003
Министерство образования Республики Беларусь, ГПНИ «Материаловедение, новые материалы и технологии», 1.4.2
Зимин С.П. 1,2, Амиров И.И. 1, Тиванов М.С. 3, Колесников Н.Н. 4, Королик О.В. 3, Ляшенко Л.С. 3, Жигулин Д.В.5, Мазалецкий Л.А. 2,1, Васильев С.В. 1, Савенко О.B. 2
1Ярославский филиал Физико-технологического института им. К.А. Валиева РАН, Ярославль, Россия
2Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова, Ярославль, Россия
3Физический факультет, Белорусский государственный университет, Минск, Республика Беларусь
4Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН, Черноголовка, Россия
5Государственный центр "Белмикроанализ", ОАО "ИНТЕГРАЛ" --- управляющая компания холдинга "ИНТЕГРАЛ", Минск, Беларусь
Email: zimin@uniyar.ac.ru, ildamirov@yandex.ru, michael.tivanov@gmail.com, nkolesn@issp.ac.ru, olga_zinchuk@tut.by, Lyashenko@bsu.by, Boolvinkl@yandex.ru, vasilevsvhep@mail.ru, savenko.oleg92@mail.ru
Поступила в редакцию: 21 февраля 2023 г.
В окончательной редакции: 21 февраля 2023 г.
Принята к печати: 1 марта 2023 г.
Выставление онлайн: 28 марта 2023 г.
PDF версия
Исследовано влияние ионно-плазменной обработки на физические свойства поверхности кристаллов GaTe. Кристаллы теллурида галлия были выращены методом вертикальной зонной плавки под давлением инертного газа аргона 10.0 MPa при температуре 1000oС и скорости перемещения зоны 9 mm/hr. Обработка осуществлялась в реакторе плотной аргоновой плазмы ВЧ индукционного разряда низкого давления при энергии ионов аргона 100-200 eV в течение 15-120 s. С использованием методов растровой электронной микроскопии показано, что в процессе обработки на поверхности происходило образование нано- и субмикронных структур различной архитектуры (нановыступы, наноконусы, капельные структуры). Показано, что процессы распыления сопровождаются обогащением приповерхностного слоя атомами металла и снижением содержания кислорода. Методами рентгеновской дифрактометрии доказано формирование нано- и субмикронных капель галлия на поверхности. Анализ спектров комбинационного рассеяния света показал уменьшение оксидных фаз теллура после плазменной обработки. Установлено, что модификация поверхности GaTe приводит к подавлению зеркального оптического отражения в диапазоне 0.4-6.2 eV. Ключевые слова: теллурид галлия, ионно-плазменная обработка, наноструктуры, ренгеновская дифрактометрия, комбинационное рассеяние света, спектры отражения.
  1. A. Yamamoto, A. Syouji, T. Goto, E. Kulatov, K. Ohno, Y. Kawazoe, K. Uchida, N. Miura. Phys. Rev. B: Condens. Matter. 64, 3, 035210 (2001)
  2. M. Liu, S. Yang, M. Han, S. Feng, G.G. Wang, L. Dang, B. Zou, Y. Cai, H. Sun, J. Yu, J.C. Han, Z. Liu. Small 17, 21, 2007909 (2021)
  3. J.J. Fonseca, S. Tongay, M. Topsakal, A.R. Chew, A.J. Lin, C. Ko, A.V. Luce, A. Salleo, J. Wu, O. Dubon. Adv. Mater. 28, 30, 6465 (2016)
  4. J. Susoma, J. Lahtinen, M. Kim, J. Riikonen, H. Lipsanen. AIP Adv.  7, 1, 015014 (2017)
  5. Q. Chen, Y. Chen, J. Wang, M. Liu, Z. Chen. Crystals 12, 5, 627 (2022)
  6. T. Singha, M. Karmakar, P. Kumbhakar, C.S. Tiwary,  P.K. Datta. Appl. Phys. Lett. 120, 2, 021101 (2022)
  7. А.В. Кособуцкий, С.Ю. Саркисов. ФТТ  60, 9, 1645 (2018). [A.V. Kosobutsky, S.Yu. Sarkisov. Phys. Solid State 60,  9, 1686 (2018).]
  8. K. Lai, S. Ju, H. Zhu, H. Wang, H. Wu, B. Yang, E. Zhang, M. Yang, F. Li, S. Cui, X. Deng, Z. Han, M. Zhu, J. Dai. Commun. Phys. 5, 143 (2022)
  9. J.F. Sanchez-Royo, J. Pellicer-Porres, A. Segura, V. Munoz-Sanjose, G. Tobias, P. Ordejon, E. Canadell, Y. Huttel. Phys. Rev. B 65, 11, 115201 (2002)
  10. N.N. Kolesnikov, E.B. Borisenko, D.N. Borisenko, A.V. Timonina. J. Cryst. Growth 365, 1, 59 (2013)
  11. Q. Zhao, T. Wang, Y. Miao, F. Ma, Y. Xie, X. Ma, Y. Gu, J. Li, J. He, B. Chen, S. Xi, L. Xu, H. Zhen, Z. Yin, J. Li, J. Ren, W. Jie. Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 18719 (2016)
  12. Xi. Wang, Xu. Wang, H. Zou, Y. Fu, X. He, L. Zhang. Chin. Phys. B 30, 1, 01640 (2021)
  13. Y.W. Yu, M. Ran, S.S. Zhou, R.Y. Wang, F.Y. Zhou, H.Q. Li, L. Gan, M.Q. Zhu, T.Y. Zhai. Adv. Funct. Mater. 29, 23, 1901012 (2019)
  14. L. Gouskov, A. Gouskov. Phys. Status Solidi 51, K213 (1979)
  15. S. Huang, Y. Tatsumi, X. Ling, H. Guo, Z. Wang, G. Watson, A.A. Puretzky, D.B. Geohegan, J. Kong, J. Li, T. Yang, R. Saito, M.S. Dresselhaus. ACS Nano 10, 9, 8964 (2016)
  16. H. Wang, M. Chen, M. Zhu, Y. Wang, B. Dong, X. Sun, X. Zhang, S. Cao, X. Li, J. Huang, L. Zhang, W. Liu, D. Sun, Y. Ye, K. Song, J. Wang, Y. Han, T. Yang, H. Guo, C. Qin, L. Xiao, J. Zhang, J. Chen, Z. Han, Z. Zhang. Nature Commun. 10, 2302 (2019)
  17. F. Liu, H. Shimotani, H. Shang, T. Kanagasekaran, V. Zolyomi, N. Drummond, V.I. Fal'ko, K. Tanigaki. ACS Nano 8, 1, 752 (2014)
  18. K.C. Mandal, R.M. Krishna, T.C. Hayes, P.G. Muzykov, S. Das, T.S. Sudarshan. In IEEE Nucl. Sci. Symp. 58, 4, 3719 (2010). DOI:10.1109/NSSMIC.2010.5874507
  19. X. Xia, X. Li, H. Wang. J. Semicond. 41, 072902 (2020)
  20. Z. Wang, K. Xu, Y. Li, X. Zhan, M. Safdar, Q. Wang, F. Wang, J. He. ACS Nano 8, 5, 4859 (2014)
  21. P. Hu, J. Zhang, M. Yoon, X.-F. Qiao, X. Zhang, W. Feng, P. Tan, W. Zheng, J. Liu, X. Wang, J. Idrobo, D. Geohegan, K. Xiao. Nano Res. 7, 5, 694 (2014)
  22. D.N. Bose, S. Pal. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 63, 23, 235321 (2001)
  23. S. Pal, D. Bose. Solid State Commun. 97, 8, 725 (1996)
  24. S. Siddique, C.C. Gowda, R. Tromer, S. Demiss, A.R. Singh Gautam, O.E. Femi, P. Kumbhakar, D.S. Galvao, A. Chandra, C.S. Tiwary. ACS Appl. Nano Mater. 4, 5, 4829 (2021)
  25. L.-C. Tien, Y.-C. Shih. Nanomaterials 11, 3, 778 (2021)
  26. F. Bondino, S. Duman, S. Nappini, G. D'Olimpio, C. Ghica, T.O. Mentes, F. Mazzola, M.C. Istrate, M. Jugovac, M. Vorokhta, S. Santoro, B. Gurbulak, A. Locatelli, D.W. Boukhvalov, A. Politano. Adv. Funct. Mater. 32, 41, 2205923 (2022)
  27. V.P. Hoang Huy, I.T. Kim, J. Hur. Nanomaterials 12, 19, 3362 (2022)
  28. G. Yu, Z. Liu, X.M. Xie, X. Ouyang, G.Z. Shen. J. Mater. Chem. C 2, 30, 6104 (2014)
  29. H. Cai, B. Chen, G. Wang, E. Soignard, A. Khosravi, M. Manca, X. Marie, S. L.Y. Chang, B. Urbaszek, S. Tongay. Adv. Mater. 29, 8, 1605551 (2017)
  30. L.-C. Tien, Y.-C. Shih, C.-Y. Chen, Y.-T. Huang, R.-S. Chen. J. Alloys Comp. 876, 160195 (2021).  
  31. S.P. Saeb, M. Varga. In: ASDAM 2022 / Eds J. Marek et al. IEEE 2022, 111-113 (2022). ISBN 978-1-6654-6977-7
  32. I. Levchenko, K. Ostrikov. J. Phys. D 40, 8, 2308 (2007)
  33. S. Zimin, E. Gorlachev, I. Amirov. Inductively Coupled Plasma Sputtering: Structure of IV-VI Semiconductors. In: Encyclopedia of Plasma Technology. 1st ed. CRC Press, N. Y. (2017) P. 679-691. https://doi.org/10.1081/E-EPLT-120053966 https://www.routledgehandbooks.com/doi/10.1081/E-EPLT-120053966
  34. S.P. Zimin, E.S. Gorlachev, I.I. Amirov, V.V. Naumov, R. Juskenas, M. Skapas, E. Abramof, P.H.O. Rappl. Semicond. Sci. Technol. 34, 9, 095001 (2019)
  35. S.P. Zimin, E.S. Gorlachev, D.A. Mokrov, I.I. Amirov, V.V. Naumov, V.F. Gremenok, R. Juskenas, M. Skapas, W.Y. Kim, K. Bente, Y.-D. Chung. Semicond. Sci. Technol. 32, 7, 075014 (2017)
  36. S. Rasool, K. Saritha, K.T. Ramakrishna Reddy, M.S. Tivanov, V.F. Gremenok, S.P. Zimin, A.S. Pipkova, L.A. Mazaletskiy, I.I. Amirov. Mater. Res. Exp. 7, 1, 016431 (2020)
  37. P. Sigmund. Elements of sputtering theory. In: Nanofabrication by Ion-Beam Sputtering / Eds T. Som, D. Kanjilal. Pan Stanford Publishing (2013). P. 1-40. https://doi.org/10.4032/9789814303767
  38. D.R. Lide. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 76th ed. CRC Press, N. Y. (1995) P. 3-320
  39. T. Li, J. Feng, L. Liang, W. Sun, X. Wang, J. Wu, P. Xu, M. Liu, D. Ma. ACS Omega 5, 16, 9550 (2020)
  40. J. Dong, K.-P. Gradwohl, Y. Xu, T. Wang, B. Zhang, B. Xiao, C. Teichert, W. Jie. Photon. Res. 7, 5, 518 (2019)
  41. И.Г. Сорина, С. Tien, Е.В. Чарная, Ю.А. Кумзеров, Л.А. Смирнов. ФТТ 40, 8, 1552 (1998). [I.G. Sorina, C. Tien, E.V. Charnaya, Yu.A. Kumzerov, L.A. Smirnov. Phys. Solid State  40, 8, 1407 (1998)]
  42. M. Yarema, M. Worle, M.D. Rossell, R. Erni, R. Caputo, L. Protesescu, K.V. Kravchyk, D.N. Dirin, K. Lienau, F. Rohr, A. Schilling, M. Nachtegaal, M.V. Kovalenko. J. Am.Chem. Soc. 136, 35, 12422 (2014)
  43. M. Kotha, T. Murray, D. Tuschel, S. Gallis. Nanomaterials 9, 11, 1510 (2019)
  44. J.C. Champarnaud-Mesjard, S. Blanchandin, P. Thomas, A. Mirgorodsky, T. Merle-Mejean, B. Frit. J. Phys. Chem. Solids 61, 9, 1499 (2000)
  45. M. Smirnov, V. Kuznetsov, E. Roginskii, J. Cornette, M. Dutreilh-Colas, O. Noguera, O. Masson, P. Thomas. J. Phys.: Condens.Matter. 30, 47, 475403 (2018)
  46. B.M. Janzen, P. Mazzolini, R. Gillen, A. Falkenstein, M. Martin, H. Tornatzky, J. Maultzsch, O. Bierwagen, M.R. Wagner. J. Mater. Chem. C. 9, 7, 2311 (2021)
  47. N.T. Hoang, J.H. Lee, T.H. Vu, S. Cho, M.J. Seong. Sci. Rep. 11, 21202 (2021)
  48. J.C. Irwin, B.P. Clayman, D.G. Mead. Phys. Rev. B 19, 4, 2099 (1979)
  49. C. Tatsuyama, Y. Watanabe, C. Hamaguchi, J. Nakai. J. Phys. Soc. Jpn 29, 1, 150 (1970)
  50. V. Grasso, G. Mondio, G. Saitta. Phys. Lett. A 46, 2, 95 (1973)
  51. Y. Sun, J. Evans, F. Ding, N. Liu, W. Liu, Y. Zhang, S. He. Opt. Exp. 23, 15, 20115 (2015).

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.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme