Cluster ion treatment of the surface of single-crystal silicon and germanium at an angle of 60°

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The formation of self-ordered nanostructures on the surface of single-crystal silicon and germanium using cluster ion treatment is considered. Low-energy argon cluster ions are used for more efficient nanostructuring of the target surface. Using an atomic force microscope, the morphology of the target surface is analyzed before and after treatment with an argon cluster ion beam. It is shown that the treatment with low-energy argon cluster ions at an incidence angle of 60° relative to the surface normal leads to effective nanostructuring of the silicon and germanium surface at an etching depth commensurate with the amplitude of the nanostructures. The roughness parameters (root mean square roughness and total roughness) of the original and processed target surfaces are given. The period and amplitude of the nanostructures formed on the surfaces of silicon and germanium are compared. It has been determined that for an ion fluence of 1 × 1015 cm–2, the period of nanostructures on the surfaces of single-crystal silicon and germanium is about 200 nm, in the case of germanium, the period is larger. The amplitude of nanostructures on the surface of silicon and germanium is about 65 and 50 nm, respectively. After treatment with argon cluster ions, a more developed surface of monocrystalline silicon is formed compared to germanium.

Авторлар туралы

I. Nikolaev

Novosibirsk State University

Email: i.nikolaev@nsu.ru
Novosibirsk, 630090 Russia

N. Korobeishchikov

Novosibirsk State University

Email: korobei@nsu.ru
Novosibirsk, 630090 Russia

A. Lapega

Novosibirsk State University

Novosibirsk, 630090 Russia

Әдебиет тізімі

  1. Bao S.Y., Wang Y., Lina K., Zhang L., Wang B., Sasangka W.A., Lee K.E.K., Chua S.J., Michel J., Fitzgerald E., Tan C.S., Lee K.H. // J. Semicond. 2021. V. 42. № 2. Р. 023106. https://doi.org/10.1088/1674-4926/42/2/023106
  2. Haller E.E. // Mater. Sci. Semicond. Process. 2006. V. 8. Iss. 4–5. P. 408. https://doi.org/10.1016/j.mssp.2006.08.063
  3. Toriumi A., Nishimura T. // Jpn. J. Appl. Phys. 2018. V. 57. № 1. P. 010101. https://doi.org/10.7567/JJAP.57.010101
  4. Chason E., Mayer T.M., Kellerman B.K., McIlroy D.T., Howard A.J. // Phys. Rev. Lett. 1994. V. 72. P. 3040. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.72.3040
  5. Ziberi B., Cornejo M., Frost F., Rauschenbach B. // J. Phys.: Condens. Matter. 2009. V. 21. Р. 224003. https://doi.org/10.1088/0953-8984/21/22/224003
  6. Teichmann M., Lorbeer J., Ziberi B., Frost F., Rauschenbach B. // New J. Phys. 2013. V. 15. Р. 103029. https://doi.org/10.1088/1367-2630/15/10/103029
  7. Perkinson J.C., Madi C.S., Aziz M.J. // J. Vac. Sci. Technol. A. 2013. V. 31. Р. 021405. http://doi.org/10.1116/1.4792152
  8. Lopez-Cazalilla A., Chowdhury D., Ilinov A., Mondal S., Barman P., Bhattacharyya S.R., Ghose D., Djurabekova F., Nordlund K., Norris S. // J. Appl. Phys. 2018. V. 123. Р. 235108. https://doi.org/10.1063/1.5026447
  9. Toyoda N., Yamada I. // AIP Conf. Proc. 2006. V. 866. P. 210. https://doi.org/10.1063/1.2401497
  10. Popok V.N., Barke I., Campbell E.E.B., Meiwes-Broer K.-H. // Surf. Sci. Rep. 2011. V. 66. P. 347. https://doi.org/10.1016/j.surfrep.2011.05.002
  11. Yamada I. // Materials Processing by Cluster ion Beams: History, Technology, and Applications. Boca Raton, Florida: CRC Press, 2016.
  12. Иешкин A.E., Толстогузов А.Б., Коробейщиков Н.Г., Пеленович В.О., Черныш В.С. // Успехи физических наук. 2021. Т. 192. C. 722. https://doi.org/10.3367/UFNr.2021.06.038994 (Ieshkin A.E., Tolstoguzov A.B., Korobeishchikov N.G., Pelenovich V.O., Chernysh V.S. // Phys. Usp. 2022. V. 65. P. 677. https://doi.org/10.3367/UFNe.2021.06.038994).
  13. Korobeishchikov N.G., Nikolaev I.V., Roenko M.A., Atuchin V.V. // Appl. Phys. A. 2018. V. 124. P. 833. https://doi.org/10.1007/s00339-018-2256-3
  14. Korobeishchikov N.G., Nikolaev I.V., Atuchin V.V., Prosvirin I.P., Kapishnikov A.V., Tolstogouzov A., Fu D.J. // Mater. Res. Bull. 2023. V. 158. Р. 112082. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2022.112082
  15. Ieshkin A.E., Kireev D.S., Ermakov Yu.A., Trifonov A.S., Presnov D.E., Garshev A.V., Anufriev Yu.V., Prokhorova I.G., Krupenin V.A., Chernysh V.S. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2018. V. 421. P. 27. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2018.02.019
  16. Teo E.J., Toyoda N., Yang C., Bettiol A.A., Teng J.H. // Appl. Phys. A. 2014. V. 117. P. 719. https://doi.org/10.1007/s00339-014-8728-1
  17. Коробейщиков Н.Г., Николаев И.В., Роенко М.А. // ПЖТФ. 2019. Т. 45, № 6. С. 30. https://doi.org/10.21883/PJTF.2019.06.47496.17646 (Korobeishchikov N.G., Nikolaev I.V., Roenko M.A. // Tech. Phys. Lett. 2019. V. 45. No.3. P. 274. https://doi.org/10.1134/S1063785019030295).
  18. Korobeishchikov N.G., Nikolaev I.V., Roenko M.A. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2019. V. 438. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2018.10.019
  19. Lozano O., Chen Q.Y., Tilakaratne B.P., Seo H.W., Wang X.M., Wadekar P.V., Chinta P.V., Tu L.W., Ho N.J., Wijesundera D., Chu W.K. // AIP Adv. 2013. V. 3. Р. 062107. https://doi.org/10.1063/1.4811171
  20. Sumie K., Toyoda N., Yamada I. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2013. V. 307. P. 290. http://doi.org/10.1016/j.nimb.2013.01.087
  21. Tilakaratne B.P., Chen Q.Y., Chu W.K. // Materials. 2017. V. 10. Р. 1056. https://doi.org/10.3390/ma10091056
  22. Toyoda N., Tilakaratne B., Saleem I., Chu W.K. // Appl. Phys. Rev. 2019. V. 6. Р. 020901. https://doi.org/10.1063/1.5030500
  23. Zeng X., Pelenovich V., Xing B., Rakhimov R., Zuo W., Tolstogouzov A., Liu C., Fu D., Xiao X. // Beilstein J. Nanotechnol. 2020. V. 11. P. 383. https://doi.org/10.3762/bjnano.11.29
  24. Pelenovich V., Zeng X., Rakhimov R., Zuo W., Tian C., Fu D., Yang B. // Mater. Lett. 2020. V. 264. Р. 127356. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2020.127356
  25. Ieshkin A., Kireev D., Ozerova K., Senatulin B. // Mater. Lett. 2020. V. 272. Р. 127829. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2020.127829
  26. Kireev D.S., Ryabtsev M.O., Tatarintsev A.A., Ieshkin A.E. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2022. V. 520. P. 8. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2022.03.017
  27. Иешкин А.Е., Ильина Т.С., Киселев Д.А., Сенатулин Б.Р., Скрылева Е.А., Suchaneck G., Пархоменко Ю.Н. // Физика твердого тела. 2022. Т. 64, Вып. 10. С. 1489. https://doi.org/10.21883/FTT.2022.10.53095.384 (Ieshkin A.E., Ilina T.S., Kiselev D.A., Senatulin B.R., Skryleva E.A., Suchaneck G., Parkhomenko Yu.N.//Phys. Solid State. 2022. V. 64. Iss. 10. P. 1465. https://doi.org/10.21883/PSS.2022.10.54237.384).
  28. Nikolaev I.V., Korobeishchikov N.G. // Applied Nano. 2021. V. 2. P. 25. https://doi.org/10.3390/applnano2010003
  29. Kirkpatrick A., Kirkpatrick S., Walsh M., Chau S., Mack M., Harrison S., Svrluga R., Khoury J. //Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2013. V. 307. P. 281. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2012.11.084

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».