Ионная имплантация: нанопористый германий
- Авторы: Степанов А.Л.1, Нуждин В.И.1, Валеев В.Ф.1, Рогов А.М.1, Коновалов Д.А.1
-
Учреждения:
- Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского ФИЦ КазНЦ РАН
- Выпуск: № 7 (2024)
- Страницы: 83-90
- Раздел: Статьи
- URL: https://vestnik-pp.samgtu.ru/1028-0960/article/view/664797
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096024070119
- EDN: https://elibrary.ru/EUSZJE
- ID: 664797
Цитировать
Полный текст



Аннотация
Методом высокоразрешающей растровой электронной микроскопии экспериментально продемонстрировано формирование тонких поверхностных аморфных слоев нанопористого Ge различной морфологии во время низкоэнергетической высокодозовой имплантации ионами металлов различной массы 63Cu+, 108Ag+ и 209Bi+ монокристаллических подложек с-Ge. Анализ структуры, полученных слоев нанопористого Ge проводили методом дифракции обратно рассеянных электронов. Показано, что при облучении ионами с малой энергией 63Cu+ и 108Ag+ на поверхности c-Ge формируются игольчатые нанообразования, составляющие тонкий нанопористый слой Ge, тогда как при использовании 209Bi+ имплантированный слой состоит из плотно упакованных нанонитей. При высокой энергии ионов облучения морфология тонких поверхностных слоев нанопористого Ge с ростом массы внедряемого иона меняет свою форму последовательно от трехмерной сетчатой до губчатой, образованной отдельными разреженными переплетающимися нанонитями. Обсуждены общие возможные механизмы порообразования в Ge при низкоэнергетической высокодозовой ионной имплантации, такие как кластерно-вакансионный, локального термического микровзрыва и точечного нагрева, сопровождающегося плавлением с эффективным распылением облучаемой поверхности.
Об авторах
А. Л. Степанов
Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского ФИЦ КазНЦ РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: aanstep@gmail.com
Россия, Казань
В. И. Нуждин
Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского ФИЦ КазНЦ РАН
Email: aanstep@gmail.com
Россия, Казань
В. Ф. Валеев
Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского ФИЦ КазНЦ РАН
Email: aanstep@gmail.com
Россия, Казань
А. М. Рогов
Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского ФИЦ КазНЦ РАН
Email: aanstep@gmail.com
Россия, Казань
Д. А. Коновалов
Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского ФИЦ КазНЦ РАН
Email: aanstep@gmail.com
Россия, Казань
Список литературы
- Степанов А.Л., Нуждин В.И., Рогов А.М., Воробьев В.В. Формирование слоев пористого кремния и германия с металлическими наночастциами. Казань: ФИЦПРЕСС, 2019. 198 c.
- Rojas E.G., Hensen J., Carstensen J., Föll H., Brendel R. // RCS Transactions. 2011. V. 33. P. 95. https://www.doi.org/10.1149/1.3553351
- Nowak D., Turkiewicz M., Solnica N. // Coatings. 2019. V. 9. P. 120. https://www.doi.org/10.3390/coatings9020120
- Zhang Y.-Y., Shin S.-H., Kang H.-J., Jeon S., Hwang S.H., Zhou W., Jeong J.-H., Li X., Kim M. // Appl. Surf. Sci. 2021. V. 546. P. 149083. https://www.doi.org/10.1016/j.apsusc.2021.149083
- Степанов А.Л., Нуждин В.И., Валеев В.Ф., Коновалов Д.А., Рогов А.М. // Письма ЖТФ. 2023. Т. 49. № 8. С. 10. https://www.doi.org/10.21883/PJTF.2023.08.55129.19446
- Uchida G., Nagai K., Habu Y., Hayashi J., Ikebe Y., Hiramatsu M., Narishige R., Itagaki N., Shiratani M., Setsuhara Y. // Sci. Rep. 2022. V. 12. P. 1742. https://www.doi.org/10.1038/s41598-022-05579-z
- Гаврилова Т.П., Хантимеров С.М., Нуждин В.И., Валеев В.Ф., Рогов А.М., Степанов А.Л. // Письма ЖТФ. 2022. Т. 48. № 8. С. 33. https://www.doi.org/10.21883/PJTF.2022.08.52364.19096
- Evtugin V.G., Rogov A.M., Nuzhdin V.I., Valeev V.F., Kavetsky T.S., Khalilov R.I., Stepanov A.L. // Vacuum. 2019. V. 165. P. 320. https://www.doi.org/10.1016/j.vacuum.2019.04.044
- Koleva M.E., Dutta M., Fukata N. // Mater. Sci. Engineer. B. 2014. V. 187. P. 102. https://www.doi.org/10.1016/j.mseb.2014.05.008
- Zegadi R., Lorrain N., Bodiou L., Guendouz M., Ziet L., Charrier J. // J. Opt. 2021. V. 23. P. 35102. https://www.doi.org/10.1088/2040-8986-abdf69
- Donovan T.M., Heinemann K. // Phys. Rev. Lett. 1971. V. 27. № 26. P. 1794.
- Flamand G., Pooetmans J., Dessein K. // Phys. Stat. Sol. C. 2005. V. 2. № 9. P. 3243. https://www.doi.org/10.1002/pssc.200461130
- Shieh J., Chen H.L., Ko T.S., Cheng H.C., Chu T.C. // AdV. Mater. 2004. V. 16. № 13. P. 1121. https://www.doi.org/10.1002/adma.200306541
- Kartopu G., Bayliss S.C., Hummel R.E., Ekinci Y. // J. Appl. Phys. 2004. V. 95. № 7. P. 3466. https://www.doi.org/10.1063/1.650919
- Foti G., Vitali G., Davies J.A. // Rad. Effects. 1977. V. 32. P. 187.
- Wilson I.H. // J. Appl. Phys. 1982. V. 53. № 3. P. 1698.
- Rudawski N.G., Jones K.S. // J. Mater. Res. 2013. V. 28. № 13. P. 1633. https://www.doi.org/10.1151/jmr.2013.24
- Stepanov A.L., Nuzhdin V.I., Valeev V.F., Rogov A.M., Vorobev V.V. // Vacuum. 2018. V. 152. P. 200. https://www.doi.org/10.1016/j.vacuum.2018.03.030
- Рогов А.М., Нуждин В.И., Валеев В.Ф., Романов И.А., Климович И.М., Степанов А.Л. // Российские нанотехнологии. 2018. Т. 13. № 9–10. С. 35.
- Rogov A.M., Nuzhdin V.I., Valeev V.F., Stepanov A.L. // Composites Commun. 2020. V. 19. P. 6. https://www.doi.org/10.1016/j.coco.2020.01.002
- А.П. Александров Документы и воспоминания. К 100-летию со дня рождения. / Ред. Хлопкин Н.С. М.: ИздАТ, 2003. 456 с.
- Ziegler J.F., Ziegler M.D., Biersack J.P. // Nucl. Instr. Meeth. Phys. Res. B. 2010. V. 268. P. 1818. https://www.doi.org/10.1016/j.nimb.2010.02.091
- Nastasi M., Mayer J.W., Hirvonen J.K. Ion-solid interactions. Cambridge: Cambridge UniV. Press, 1996. 540 p.
- Darby B.L., Yates B.R., Rudawski N.G., Jones K.S., Elliman R.G. // Thin Solid Films. 2011. V. 519. P. 5962. https://www.doi.org/10.1016/j.tsf.2011.03.040
- Cawthorne C., Fulton E.J. // Nature. 1967. V. 216. № 11. P. 576.
- Romano L., Impellizzeri G., Tomasello M.V., Giannazzo F., Spinella C., Grimaldi M.G. // J. Appl. Phys. 2010. V. 107. P. 84314.
- Ghaly M., Nordlund K., Averback R.S. // Philosoph. Magazin. 1999. V. 79. № 4. P. 795.
- Герасименко Н.Н., Пархоменко Ю.Н. Кремний — материал наноэлектроники. М.: Техносфера, 2007. 352 с.
- Kudriavtsev Y., Hernandez-Zanabria A., Salinas C., Asomoza R. // Vacuum. 2020. V. 177. P. 109393. https://www.doi.org/10.1016/j.vacuum.2020.109393
- Kudriavtsev Y., Asomoza R., Hernandez A., Kazantsev D.Y., Ber B.Y., Gorokhov A.N. // J. Vac. Sci. Technol. A. 2020. V. 38. № 5. P. 53203. https://www.doi.org/10.1116/6.0000262
Дополнительные файлы
