Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2024, выпуск 4 » Статья стр. 613
<<<>>>
Морфология слоев нанопористого германия, сформированных при имплантации ионами Cu+, Ag+ и Bi+ различных энергий
Российский научный фонд, 19-79-10216
Гаврилова Т.П.1, Валеев В.Ф.1, Нуждин В.И.1, Рогов А.М.1, Коновалов Д.А.1, Хантимеров С.М.1, Степанов А.Л.1
1Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского, ФИЦ Казанский научный центр РАН, Казань, Россия
Email: tatyana.gavrilova@gmail.com
Поступила в редакцию: 4 ноября 2023 г.
В окончательной редакции: 28 декабря 2023 г.
Принята к печати: 17 января 2024 г.
Выставление онлайн: 21 марта 2024 г.
PDF версия
Исследовано формирование тонких поверхностных аморфных слоев нанопористого Ge различной морфологи при высокодозовой ионной имплантации гладких монокристаллических подложек c-Ge в диапазоне энергий облучения 10-40 keV. Имплантация проведена ионами металлов различных масс при плотности тока в ионном пучке 5 μA/cm2 и дозах 1.0· 1017 (63Cu+) и 5.0· 1016 (108Ag+, 209Bi+) ion/cm2. Анализ морфологии нанопористых структур выполнен методом высокоразрешающей сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что при малых энергиях облучения 10-15 keV для относительно легких ионов 63Cu+ и 108Ag+ на поверхности c-Ge формируются разориентированные тонкие игольчатые нанообразования, а в случае 209Bi+ образуется пористый слой, состоящий из плотно упакованных переплетающихся нанонитей. При высоких энергиях 30-40 keV морфология нанопористого Ge с увеличением массы внедряемого иона меняет свою форму последовательно от трехмерной сетчатой структуры до губчатой, состоящей из отдельных пространственно-разнесенных утонченных переплетающихся нанонитей. Ключевые слова: нанопористый германий, ионная имплантация, морфология поверхности, профили распределения ионов.
  1. D.P. Datta, T. Som. Solar Еnergy, 223, 367 (2021). DOI: 10.1016/j.solener.2021.05.016
  2. А.Л. Степанов, В.И. Нуждин, В.Ф. Валеев, Д.А. Коновалов, А.М. Рогов. Письма в ЖТФ, 49 (8), 10 (2023). DOI: 10.21883/PJTF.2023.08.55129.19466 [A.L. Stepanov, V.I. Nuzhdin, V.F. Valeev, D.A. Konovalov, A.M. Rogov. Tech. Phys. Lett., 49 (4), 51 (2023). DOI: 10.21883/TPL.2023.04.55878.19466]
  3. D. Caudevilla, S. Algaidy, F. Perez-Zenteno, S. Duarte-Cano, R. Garsia-Hemme, E. San Andres, A. del Prado, R. Barrio, I. Torres, E. Garcia-Hemme, D. Pastor. Semicond. Sci. Technol., 37, 124001 (2022). DOI: 10.1088/1361-6641/ac9a67
  4. H.H. Gandhi, D. Pastor, T.T. Tran, S. Kalchmair, L.A. Smile, J.P. Mailoa, R. Milazzo, E. Napolitani, M. Loncar, J.S. Williams, M.J. Aziz, E. Mazur. Phys. Rew. Lett., 14, 64051 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevApplied.14.064051
  5. N.G. Rudawski, B.L. Darby, B.R. Yates, K.S. Jones, R.G. Elliman, A.A. Volinsky. Appl. Phys. Lett., 100, 83111 (2012)
  6. Т.П. Гаврилова, С.М. Хантимеров, В.И. Нуждин, В.Ф. Валеев, А.М. Рогов, А.Л. Степанов. Письма в ЖТФ, 48 (8), 33 (2022). DOI: 10.21883/PJTF.2022.08.52364.19096 [T.P. Gavrilova, S.M. Khantimerov, V.I. Nuzhdin, V.F. Valeev, A.M. Rogov, A.L. Stepanov. Tech. Phys. Lett., 48 (4), 70 (2022). DOI: 10.21883/TPL.2022.04.53488.19096]
  7. N.G. Rudawski, K.S. Jones. J. Mater. Res., 28 (13), 1633 (2013). DOI: 10.1557/jmr.2013.24
  8. А.Л. Степанов, В.И. Нуждин, А.М. Рогов, В.В. Воробьев, Формирование слоев пористого кремния и германия с металлическими наночастицами (ФИЦ КазНЦ РАН, Казань, 2019)
  9. M.C. Ridgway, T. Bierschenk, R. Giilian, B. Afra, M.D. Rodriguez, L.L. Araujo, A.P. Byrne, N. Kirby, P.H. Pakerinen, F. Djurabekova, K. Nordlund, M. Schleberger, O. Osmani, N. Mendeleev, B. Rethfeld, P. Kluth. Phys. Rev. Lett., 110, 245502 (2013)
  10. S. Hooda, S.A. Khan, B. Satpati, D. Kanjilal, D. Kabiraj. Appl. Phys. Lett., 108, 201603 (2016)
  11. T. Lohner, A. Nemeth, Z. Zolnai, B. Kalas, A. Romanenko, N.Q. Khanh, E. Szilagyi, E. Kotai, E. Agocs, Z. Toth, J. Budai, P. Petrik, M. Fried, I. Barsony, J. Gyulai. Mater. Sci. Semicond. Proc., 152, 107062 (2022). DOI: 10.1016/j.mssp.2022.107062
  12. S. Prucnal, J. Zuk, R. Hubner, J. Duan, M. Wang, K. Pyszniak, A. Drozdziel, M. Turek, S. Zhou. Materials, 13, 1408 (2020). DOI: 10.3390/ma13061408u
  13. S.-Y. Wen, L. He, Y.-H. Zhu, J.-W. Luo. J. Appl. Phys., 133, 45703 (2023). DOI: 10.1063/5.0134924
  14. D. Chowdhury, S. Mondal, M. Secchi, M.C. Giordano, L. Vanzetti, M. Barozzi, M. Bersani, D. Giubertoni, F.B. de Mongeot. Nanotechnol., 33, 305304 (2022). DOI: 10.1088/1361-6528/ac64ae
  15. X. Ou, A. Keller, M. Helm, J. Fassbendr, S. Facko. Phys. Rev. Lett., 111, 16101 (2013). DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.016101
  16. Y. Kudriavtsev, A. Hernandez-Zanabria, C. Salinas, R. Asomoza. Vacuum, 177, 109393 (2020). DOI: 10.1016/j.vacuum.2020.109393
  17. Y. Kudriavtsev, R. Asomoza, A. Hernandez, D.Y. Kazantsev, B.Y. Ber, A.N. Gorokhov. J. Vacuum Sci. Technol. A, 38, 53203 (2020). DOI: 10.1116/6.0000262
  18. M.A. Smirnova, A.S. Ivanov, V.I. Bachurin, A.B. Churilov. J. Phys. Conf. Ser., 2086, 12210 (2021). DOI: 10.1088/1742-6596/2086/1/012210
  19. L. Vazquez, A. Redondo-Cubero, K. Lorentz, F.J. Palomares, R. Cuerno. J. Phys. Conens. Matter., 34, 333002 (2022). DOI: 10.1088/1361-648X/ac75a1
  20. J.F. Ziegler, M.D. Ziegler, J.P. Biersack. Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B, 268, 1818 (2010). DOI: 10.1016/j.nimb.2010.02.091
  21. M. Nastasi, J.W. Mayer, J.K. Hirvonen. Ion-solid Interactions (Cambridge Univ., Press: Cambridge, 1996), 540 p
  22. А.М. Рогов, В.И. Нуждин, В.Ф. Валеев, И.А. Романов, И.М. Климович, А.Л. Степанов. Российские нанотехнологии, 13 (9-10), 35 (2018). [A.M. Rogov, V.I. Nuzhdin, V.F. Valeev, I.A. Romanov, I.M. Klimovich, A.L. Stepanov. Nanotechnologies in Russia, 13 (9-10), 487 (2019).]
  23. Г.В. Самсонов, Бондарев В.Н., Германиды (Металлургия, М., 1968), 200 с. [G.V. Samsonov, Y.N. Bondarev, Germanides (Springer, Berlin, 1969), 163 p.]
  24. C. Furgeaud, L. Simont, A. Michel, G. Abadias. Acta Mater., 159, 286 (2018). DOI: 10.1016/j.actamat.2018.08.019
  25. E.M. Smith, W.H. Streyer, N. Nader, S. Vangala, G. Grzybowski, R. Soref, D. Wasserman, J.W. Cleary. Opt. Mater. Express, 8 (4), 319998 (2018). DOI: 10.1364/OME.8.000968
  26. C. Shang, L. Hu, D. Luo, K. Kempa, Y. Zhang, G. Zhou, X. Wang, Z. Chen. Adv. Sci., 7, 2002358 (2020). DOI: 10.1002/advs.202002358
  27. M.O. Aboelfotoh, M.A. Borek, J. Narayan. J. Appl. Phys., 87 (1), 365 (2000)
  28. T. Steinbach, J. Wernecke, P. Kluth, M.C. Ridgway, W. Wesch. Phys. Rev. B, 84, 104108 (2011). DOI: 10.1103/PhysRevB.84.104108
  29. S. Hooda, S.A. Khan, B. Satpati, A. Uedono, S. Sellaiyan, K. Asokan, D. Kanjilal, D. Kabiraj. Microporous Mesoporous Mater., 225, 323 (2016). DOI: 10.1016/j.micromeso.2016.01.006
  30. S. Hooda, S.A. Khan, B. Satpati, D. Kanjilal, D. Kabiraj. Appl. Phys. Lett., 108, 201603 (2016). DOI: 10.1063/1.4950710
  31. S. Hooda, S.A. Khan, B. Satpati, D. Stange, D. Buca, M. Bala, C. Pannu, D. Kanjilal, D. Kabiraj. Appl. Phys. A, 122, 227 (2016). DOI: 10.1007/s00339-016-9776-5
  32. A.L. Stepanov, V.V. Vorobev, M.A. Ermakov, V.F. Valeev, V.I. Nuzhdin. Scientific J. Microelectron., 4 (3), 11 (2014)
  33. S. Delsante, G. Borzone, R. Novakovic. Thermochimica Acta, 682, 178432 (2019). DOI: 10.1016/j.tca.2019.178432
  34. D. Manasijevic, L. Balanovic, I. Markovic, M. Gorgievski, U. Stamenkovic, D. Minic, M. Premovic, A. Dordevic, V. Cosovic. J. Thermak. Analysis Calorimetry, 147, 1995 (2022). DOI: 10.1007/s10973-021-10664-y
  35. B.R. Appleton, O.W. Holland, J. Narayan, O.E. Schow III, J.S. Williams, K.T. Short, L. Lawson. Appl. Phys. Lett., 41 (8), 711 (1982). DOI: 10.1063/1.93643
  36. O.W. Holland, B.R. Appleton, J. Narayan. J. Appl. Phys., 54 (5), 2295 (1983). DOI: 10.1063/1.332385
  37. L. Bischoff, W. Pilz, B. Schmidt. Appl. Phys. A, 104, 1153 (2011). DOI: 10.1007/s00339-011-6396-y
  38. Z. Zhang, M. Song, C. Si, W. Cui, Y. Wang. Science, 3, 100070 (2023). DOI: 10.1016/j.esci.2022.07.004
  39. A.L. Stepanov, B.F. Farrakhov, Ya.V. Fattakhov, A.M. Rogov, D.A. Konovalov, V.I. Nuzhdin, V.F. Valeev. Vacuum, 186, 110060 (2021). DOI: 10.1016/j.vacuum.2021.110060
  40. A.L. Stepanov, S.M. Khantimerov, V.I. Nuzhdin, V.F. Valeev, A.M. Rogov. Vacuum, 194, 110552 (2021). DOI: 10.1016/j.vacuum.2021.110552
  41. A.M. Rogov, V.I. Nuzhdin, V.F. Valeev, A.L. Stepanov. Composit. Comm., 19, 6 (2020). DOI: 10.1016/j.coco.2020.01.002
  42. P. Bellon, S.J. Chey, J.E. van Nostrand, M. Ghaly, D.G. Cahill, R.S. Averback. Surf. Sci., 339 (1-2), 135 (1995). DOI: 10.1016/0039-6028(95)00656-7
  43. J.C. Kim, D.G. Cahill, R.S. Averback. Surf. Sci., 574 (2-3), 175 (2005). DOI: 10.1016/j.susc.2004.10.026
  44. I.H. Wilson. J. Appl. Phys., 53, 1698 (1982). DOI: 10.1063/1.221636
  45. I.D. Desnica-Frankovic, P. Dubcek, U.V. Desnica, S. Bernstorff, M.C. Ridgway, C.J. Glover. Nucl. Instr. Meth. Phes. Res. B, 249 (1-2), 114 (2006). DOI: 10.1016/j.nimb.2006.03.093
  46. G. Impellizzeri, L. Romano, L. Bosco, C. Spinella, M.G. Grimaldi. Appl. Phys. Express, 5, 35201 (2012)
  47. L. Romano, G. Impellizzeri, M.V. Tomasello, F. Giannazzo, C. Spinella, M.G. Grimaldi. J. Appl. Phys., 107, 84314 (2010)
  48. I.M. Klimovich, A.L. Stepanov. Lett. Mater., 13 (3), 243 (2023). DOI: 10.22226/2410-3535-2023-3-243-248
  49. A.V. Pavlikov, A.M. Rogov, A.M. Sharafutdinova, A.L. Stepanov. Vacuum, 184, 109881 (2021). DOI: 10.1016/j.vacuum.2020.10988
  50. M. Ghaly, K. Nordlund, R.S. Averback. Philosoph. Magazin, 79, 795 (1999)
  51. C. Cawthorne, E.J. Fulton. Nature, 216, 575 (1967).

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