Formation of Nanostructures on the Surface of Aluminium—Silicon Films by Bombardment with Low-Energy Argon Ions of Inductive RF Discharge Plasma

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The results of an experimental study of changes in the chemical composition and surface topography of two-component AlSi thin films with an initial Si concentration of 1% under low-energy ion-plasma sputtering are presented. Using scanning electron microscopy, scanning electron Auger spectroscopy and secondary ion mass spectrometry, irradiation with argon ions with energies of 40–200 eV in the near-surface layer of the film was found to increase the Si concentration by more than an order of magnitude. Nanostructures in the form of hills with a diameter of 20–50 nm and a height of 15–30 nm are formed on the surface, which can be identified as silicon. The enrichment of the surface with Si and the formation of nanostructures can be caused by differences in the sputtering yields and threshold sputtering energies of the film components.

全文:

受限制的访问

作者简介

V. Bachurin

Yaroslavl Branch of the Valiev Institute of Physics and Technology of the RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: vibachurin@mail.ru
俄罗斯联邦, Yaroslavl, 150067

I. Amirov

Yaroslavl Branch of the Valiev Institute of Physics and Technology of the RAS

Email: vibachurin@mail.ru
俄罗斯联邦, Yaroslavl, 150067

K. Lobzov

Yaroslavl Branch of the Valiev Institute of Physics and Technology of the RAS; Demidov Yaroslavl State University

Email: vibachurin@mail.ru
俄罗斯联邦, Yaroslavl, 150067; Yaroslavl, 150003

S. Simakin

Yaroslavl Branch of the Valiev Institute of Physics and Technology of the RAS

Email: vibachurin@mail.ru
俄罗斯联邦, Yaroslavl, 150067

M. Smirnova

Yaroslavl Branch of the Valiev Institute of Physics and Technology of the RAS

Email: vibachurin@mail.ru
俄罗斯联邦, Yaroslavl, 150067

参考

  1. Gabovich A.M., Semeniuk V.F., Semeniuk N.I. // J. Phys. Appl. Phys. 2021. V. 54. P. 255301. https://doi.org/10.1088/1361-6463/abf0ee
  2. Randel E., Bradley R.M., Menoni C.S. // J. Appl. Phys. 2021. V. 130. P. 125303. https://doi.org/ 10.1063/5.0060699
  3. Михайленко М.С., Пестов А.Е., Чернышев А.К., Зорина М.В., Чхало Н.И., Салащенко Н.Н. // ЖТФ. 2022. Т. 92. С. 1219. https://doi.org/10.21883/JTF.2022.08.52787.70-22
  4. Михайленко М.С., Пестов А.Е., Чернышев А.К., Зорина М.В., Чхало Н.И., Салащенко Н.Н. // ЖТФ. 2023. Т. 93. С. 1046. https://doi.org/10.21883/JTF.2023.07.55767.114-23
  5. Cuerno R., Kim J.-S. // J. Appl. Phys. 2020. V. 128. P. 180902. https://doi.org/10.1063/5.0021308
  6. Frost F., Ziberi B., Schindler A., Rauschenbach B. // Appl. Phys. A. 2008. V. 91. P. 551. https://doi.org/10.1007/s00339-008-4516-0
  7. Hofsäss H. // Appl. Phys. A. 2014. V. 114. P. 401. https://doi.org/10.1007/s00339-013-8170-9
  8. Erb D.J., Pearson D.A., Skere T., Engler M., Bradley M., Facsko S. // Phys. Rev. B. 2024. V. 109. P. 045439. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.109.045439
  9. Амиров И.И., Селюков Р.В., Наумов В.В., Горлачев Е.С. // Микроэлектроника. 2021. Т. 50. № 1. С. 3. https://doi.org/10.31857/S0544126921010038
  10. Bradley R.M., Harper J.M. // J. Vac. Sci. Technol.1988. V. 6. P. 2390. https://doi.org/10.1116/1.575561
  11. Shipman P.D., Bradley R.M. // Appl. Surf. Sci. 2012. V. 258. P. 4161. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.07.003
  12. Smirnova M.A., Bachurin V.I., Mazaletsky L.A., Pukhov D.E., Churilov A.B., Rudy A.S. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron, Neutron Tech. 2021. V. 15. P. 150. https://doi.org/10.1134/S1027451022020380
  13. Engler M., Frost F., Müller S., Macko S., Will M., Feder R., Spemann D., Hübner R., Facsko S., Michely T. // Nanotechnology. 2014. V. 25. P. 115303. https://doi.org/10.1088/0957-4484/25/11/115303
  14. Бетц Г., Венер Г. // Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. Т. 2. / Ред. Бериш Р.М.: Мир, 1986. C. 24.
  15. El-Atwani O., Norris S.A., Ludwig K., Gonderman S., Allain J.P. // Sci. Rep. 2015. V. 5. P. 18207. https://doi.org/10.1038/srep18207
  16. Чичерская А.Л., Пупышев А.А. // Аналитика и контроль. 2015. Т. 19. С. 230. https://doi.org/10.15826/analitika.2015.19.3.003
  17. Amirov I.I., Izumov M.O., Naumov V.V. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron, Neutron Tech. 2016. V. 10. P. 855. https://doi.org/10.1134/S1027451016040236
  18. Sobolewski M.A., Olthoff J.K., Wang Y. // J. Appl. Phys. 1999. V. 85. P. 3966. https://doi.org/10.1063/1.370298
  19. Amirov I.I., Izumov M.O., Naumov V.V., Gorlachev E.S. // J. Phys. D. 2021. V. 54. P. 065204. https://doi.org/10.1088/1361-6463/abc3ed
  20. Eckstein W. Computer Simulation of Ion-Solid Interaction. Berlin: Springer, 1991. 279 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-73513-4
  21. Laegreid N., Wehner G.K. // J. Appl. Phys. 1961. V. 32. P. 365. https://doi.org/10.1063/1.1736012
  22. Yamamura Y., Tawara H. // Atomic Data Nucl. Data Tables. 1996. V. 62. P. 149. https://doi.org/10.1006/adnd.1996.0005
  23. Сычева А.А., Воронина Е.Н. // Поверхность. Рентген. синхротр. и нейтрон. исслед. 2020. № 8. С. 61. https://doi.org/10.31857/S1028096020080166
  24. Qin X.V., Ting Y-H., Wendt A.E. // Plasma Sources Sci. Technol. 2010. V. 19. P. 065014. https://doi.org/10.1088/0963-0252/19/6/065014
  25. Colligon J.S., Farrell G., Bachurin V.I., Yurasova V.E. // Rad. Effects. 1996. V. 138. P. 195. https://doi.org/10.1080/10420159608211522
  26. Murray J.L., McAlister A.J. // Bull. Alloy Phase Diagrams. 1984. V. 5. P. 74. https://doi.org/10.1007/BF02868729
  27. Shipman P.D., Bradley R.M. // Phys. Rev. B. 2011. V. 84. P. 085420. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.84.085420

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Experimental dependences of the sputtering rate of Al (1), AK1 (2) and Si (3) films on the average energy of Ar+ ions.

下载 (76KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Energy dependences of Al (1) and Si (2) sputtering coefficients obtained with the TRYDIN programme.

下载 (87KB)
索引源数据
4. Fig. 3. SEM images of the original film (a) and irradiated by Ar+ ions with energy of 60 eV (b). Insets show the images obtained by AFM.

下载 (890KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Images of the surface of the initial film (a, b) and after irradiation with Ar+ ions with energy of 45 eV (c, d) obtained using secondary Si+ (a, c) and Al+ (b, d) ions.

下载 (1MB)
索引源数据
6. Fig. 5. Elements of the high-energy part of the Auger spectrum of the surface of the initial AK1 film (a) and after sputtering by Ar+ ions with the energy of 60 eV (b).

下载 (136KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Si distribution in the near-surface layer: a - initial film (1) and after sputtering by Ar+ ions with energy E = 100 eV during t = 2 min (2), E = 40 eV, t = 6 min (3); b - initial film (1) and after sputtering by Ar+ ions with energy E = 45 eV during t = 4 (2), 6 (3), 12 min (4).

下载 (218KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

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».