Preview

Российские нанотехнологии

Расширенный поиск

СИНТЕЗ ПОРИСТОГО ГЕРМАНИЯ С НАНОЧАСТИЦАМИ СЕРЕБРА МЕТОДОМ ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ

Полный текст:

Аннотация

Рассматривается синтез слоев пористого PGe с наночастицами Ag при имплантации ионами Ag+ монокристаллического c-Ge с энергией 30 кэВ при дозе 1.5·1017 ион/см2 и плотности тока в ионном пучке 5 мкА/cм2 . Методами сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии, а также рентгеноспектрального микрозондового анализа и дифракции отраженных электронов показано, что в результате имплантации на поверхности c-Ge формируется пористый аморфный слой PGe губчатой структуры, состоящей из сетки пересекающихся нанонитей, средний диаметр которых состав- ляет ~10–20 нм. На концах нитей прослеживается образование наночастиц Ag. Установлено, что формирование пор при проведении имплантации ионами Ag+ сопровождается эффективным распылением поверхности Ge.

Об авторах

А. Л. Степанов
Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского Казанского научного центра Российской академии наук; Междисциплинарный центр «Аналитическая микроскопия» Казанского федерального университета
Россия

420029, Казань, ул. Сибирский тракт, 10/7 

420018, Казань, ул. Парижской Коммуны, 9 



Ю. Н. Осин
Междисциплинарный центр «Аналитическая микроскопия» Казанского федерального университета
Россия
420018, Казань, ул. Парижской Коммуны, 9


В. И. Нуждин
Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского Казанского научного центра Российской академии наук
Россия
420029, Казань, ул. Сибирский тракт, 10/7


В. Ф. Валеев
Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского Казанского научного центра Российской академии наук
Россия
420029, Казань, ул. Сибирский тракт, 10/7


В. В. Воробьев
Междисциплинарный центр «Аналитическая микроскопия» Казанского федерального университета
Россия
420018, Казань, ул. Парижской Коммуны, 9


Список литературы

1. Donovan T.M., Heinemann K. High-resolution electron microscope observation of voids in amorphous Ge // Phys. Rev. Lett. 1971. V. 27. P. 1794.

2. Wilson I.H. The effects of self‐ion bombardment (30–500 keV) on the surface topography of single‐crystal germanium // J. Appl. Phys. 1982. V. 53. P. 1698–1705.

3. Böttger R., Heinig K.-H., Bischoff L., Liedke B., Facsko S. From holes to sponge at irradiated Ge surfaces with increasing ion energy — an effect of defect kinetics? // Appl. Phys. A. 2013. V. 113. P. 53–59.

4. Som T., Ghatak J., Sinha O.P., Sivakumar R., Kanjilal D. Recrystallization of ion-irradiated germanium due to intense electronic excitation // J. Appl. Phys. 2008. V. 103. P. 123532.

5. Hooda S., Satpati B., Ojha S., Kumar T., Kanjilal D., Kabiraj D. Structural manipulation in Ge by swift heavy ions governed by electron–phonon coupling strength // Mater. Res. Exp. 2015. V. 2. P. 45903.

6. Hooda S., Khan S.A., Satpati B., Uedono A., Sellaiyan S., Asokan K., Kanjilal D., Kabiraj D. Nanopores formation and shape evolution in Ge during intense ionizing irradiation // Microporous Mesoporous Mater. 2016. V. 225. P. 323.

7. Hooda S., Khan S.A., Satpati B., Strange D., Buca D., Bala M., Pannu C., Kanjilal D., Kabiraj D. Effect of ion beam parameters on engineering of nanoscale voids and their stability under post-growth annealing // Appl. Phys. A. 2016. V. 122. P. 227.

8. Степанов А.Л., Осин Ю.Н., Трифонов А.А., Валеев В.Ф., Нуждин В.И. Новый подход к синтезу пористого кремния с наночастицами серебра методом ионной имплантации // Российские нанотехнологии. 2014. Т. 9. С. 57–60.

9. Курбатова Н.В., Галяутдинов М.Ф., Нуждин В.И., Валеев В.Ф., Осин Ю.Н., Степанов А.Л. Наблюдение рамановских спектров наночастиц серебра в пористом кремнии, сформированных ионной имплантацией // Российские нанотехнологии. 2015. Т. 10. С. 54–57.

10. Stepanov A.L., Nuzhdin V.I., Valeev V.F., Vorobev V.V., Kavetskyy T.S., Osin Y.N. haracterization of silicon surfaces implanted with silver ions at low energy using spectroscopic ellipsometry// Rev. Adv. Mater. Sci. 2015. V. 40. P. 155.

11. Степанов А.Л. Фотонные среды с наночастицами, синтезированные ионной имплантацией. Саарбрюккен: Lambert Acad. Publ. 2014. 353 с.

12. Polman A. Plasmonics applied // Science. 2008. V. 322. P. 868.

13. Atwater H., Polman A. Plasmonics for improved photovoltaic devices // Nature Mat. 2010. V. 9. P. 205.

14. Cavalcoli A., Fraboni B., Impellizzeri G., Romano L., Scavetta E., Grimaldi M.G. Optoelectronic properties of nanoporous Ge layers investigated by surface photovoltage spectroscopy // Microporous Mesoporous Mater. 2014. V. 196. P. 175–178.

15. Wesch W., Schnohr C.S., Kluth P., Hussain Z.S., Araujo L.L., Giulian R., Sprouster D.J., Byrne A.P., Ridgway M.C. Structural modification of swift heavy ion irradiated amorphous Ge layers // J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. V. 42. P. 115402.

16. Romano L., Impellizzeri G., Tomasello M.V., Giannazzo F., Spinella C., Grimaldi M.G. Reinforcing multiwall carbon nanotubes by electron beam irradiation // J. Appl. Phys. 2010. V. 107. P. 84314.

17. Ziegler J.F., Biersack J.P., Littmark U. The stopping and range of ions in solids. New York: Pergamon Press. 1985. 321 p.

18. Баталов Р.И., Воробьев В.В., Нуждин В.И., Валеев В.Ф., Баязитов Р.М., Лядов Н.М., Осин Ю.Н., Степанов А.Л. Формирование композиционного материала на основе GESI с наночастицами Ag методом ионной имплантации // ЖТФ. 2016. Т. 86. С. 104–110.

19. Никитенков Н. Процессы при взаимодействии ионов с поверхностью. Саарбрюккен: Lambert Acad. Publ., 2011.

20. Закиров Г.Г., Хайбуллин И.Б., Зарипов М.М. Трансформация структуры и оптических свойств германия при бомбардировке тяжёлыми ионами // Поверхность. 1983. Т. 10. С. 137–143.


Просмотров: 41


ISSN 1992-7223 (Print)