Перейти до вмісту
Наукові вісті КПІ
ISSN 2617-5509 · e‑ISSN 2663-7472 Відкритий доступ · CC BY 4.0
Т. · № 1 · 2020 бер 5, 2020 статті

ФОРМУВАННЯ ПОВЕРХНЕВИХ НАНОСТРУКТУР НА ХАЛЬКОГЕНІДНІЙ ПЛІВЦІ As-S-Ge ПІСЛЯ ОПРОМІНЕННЯ ЕЛЕКТРОННИМ ПУЧКОМ

LR
Liubov O. Revutska Відповідальний Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, Ukraine Україна
OS
Oleg I. Shylenko P.J. Safarik University, Slovakia Україна
AS
Alexander V. Stronski V. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics, NAS of Ukraine, Ukraine Україна
VK
Vladimir Komanicky P.J. Safarik University, Slovakia Україна
VB
Vitaliy S. Bilanych Uzhgorod National University, Ukraine Україна
Опублікованобер 5, 2020
PDF
НВКПІ 1 ТОМ · 1
ТОМ · № 1 · 2020 Переглянути випуск

Анотація

Проблематика. Халькогенідні стекла формують унікальний клас матеріалів та є привабливими з точки зору їх різноманітних застосувань, що обумовлені їхніми непересічними властивостями та можливістю утворювати поверхневий рельєф. Взаємодія цих матеріалів з електронним променем становить інтерес через різноманітність фізичних явищ, спричинених у халькогенідних плівках лазерним опроміненням. Мета дослідження. Дослідження прямого (без селективного травлення) формування поверхневого рельєфу періодичних наноструктур на плівці As 3 S 77 Ge 20 товщиною ~8,3 мкм, виготовленій вакуумним термічним випаровуванням, із використанням електронно-променевої літографії. Вивчення зміни висоти і форми поверхневих наноструктур залежно від дози опромінення. Методика реалізації. Хімічний склад плівки визначали за допомогою енергетично-дисперсійного аналізу рентгенівських променів. Плівку опромінювали електронним променем за допомогою скануючого електронного мікроскопа. Було досліджено вплив опромінення електронним пучком на аморфну халькогенідну тонку плівку As 3 S 77 Ge 20 . Поверхневий рельєф плівки сканували атомно-силовим мікроскопом. Результати дослідження. Доза експозиції G варіювалась від 12 мКл·см - 2 до 12 Кл·см - 2 . Було виявлено формування конусів із гаусовим профілем на поверхнях плівок після локального опромінення електронами. Встановлено залежність висоти одержаних поверхневих наноструктур від дози експозиції. Видно, що для G < 2400 мКл·см - 2 висота поверхневого рельєфу поступово зростає до 100–125 нм, а для G > 2400 мКл·см - 2 вона зменшується. Було знайдено початкову та інверсійну дози формування поверхневого рельєфу. Для матриць із відстанню між точками опромінення d = 6,6 мкм початкова доза становила G 0 = 9,60 мКл·см - 2 , а інверсійна – G i = 31,18 Кл·см - 2 . Для d = 10 мкм ці параметри дорівнювали G 0 = 6,98 мКл·см - 2 і G i = 36,19 Кл·см - 2 . Залежності у зростаючому інтервалі дози (від 16 до 1200 мКл·см - 2 ) для d = 6,6 мкм і d = 10 мкм було апроксимовано експоненційними функціями. Висновки. Зміну форми та параметрів отриманого рельєфу поверхні на плівці As 3 S 77 Ge 20 можна пояснити моделлю акумулювання заряду. Наші дослідження показали, що вивчена композиція As 3 S 77 Ge 20 придатна для запису електронним променем та може бути використана для виготовлення оптичних елементів.

Ключові слова

#Халькогенідні тонкі плівки #Електронно-променевий запис #Поверхневі наноструктури

Посилання

  1. R. Wang, Amorphous Chalcogenides: Advances and Applications . PanStanford Publishing Pte. Ltd., 2014, 322 p.
  2. A.V. Stronski et al. , Chalcogenide Vitreous Semiconductors: Properties and Practical Applications . Nizhyn, Ukraine: NSU, 2016, 236 p.
  3. A.V. Stronski et al. , “Fourier Raman spectroscopy studies of the As 40 S 60- x Se x glasses”, Semicond. Physics, Quantum Electr. Optoelectron. , vol. 4, no. 3, pp. 210–213, 2001. doi: 10.15407/spqeo4.03.210
  4. M.V Sopinskyy et al. , “Ellipsometry and AFM study of post-deposition transformation in vacuum-evaporated As-S-Se films”, J. Optoelectron. Adv. Mater. , vol. 7, no. 5, pp. 2255–2266, 2005.
  5. V. Kuzma et al. , “Study of dependence of electron beam induced surface relief formation on Ge-As-Se thin films on the film elemental composition”, J. Non. Cryst. Solids , vol. 456, pp. 7–11, 2017. doi: doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2016.10.033
  6. V. Bilanych et al. , “Surface pattering of Ge–As–Se thin films by electric charge accumulation”, Thin Solid Films , vol. 616, pp. 86–94, 2016. doi: 10.1016/j.tsf.2016.07.073
  7. Y. Mizushima and A. Yoshikawa, “Photoprocessing and lithographic applications”, in Amorphous Semiconductors, Technologies and Devices . Tokyo e.a Amsterdam, pp. 277–295, 1982.
  8. R. Klabes et al. , “Ion-beam induced silver doping in Ag 2 Se/GeSe – resist system”, Phys. Stat. Sol. A , vol. 106, no. 1, pp. 57–65, 1988. doi: 10.1002/pssa.2211060108
  9. K. Saito et al. , “X-ray lithography with Ag-Se/GeSe inorganic resist using synchrotron radiation”, J. Appl. Phys. , vol. 63, pp. 565–567, 1988. doi: 10.1063/1.340087
  10. A. Stronski, “Production of metallic pattern with the help of high resolution inorganic resists”, in Microelectronic Interconnections and Assembly, NATO ASI Series, 3: High Technology , pp. 263–293, 1998. doi: 10.1007/978-94-011-5135-1_31
  11. O. Shylenko et al. , “Evaluation of sensitivity of Ge 9 As 9 Se 82 and Ge 16 As 24 Se 60 thin films to irradiation with electron beam”, J. Non. Cryst. Solids , vol. 505, pp. 37–42, 2019. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2018.10.042
  12. K. Shportko et al. , “Compositional dependencies in the vibrational properties of amorphous Ge-As-Se and Ge-Sb-Te chal­cogenide alloys studied by Raman spectroscopy”, Opt. Mater. , vol. 73, pp. 489–496, 2017. doi: 10.1016/j.optmat.2017.08.042
  13. L. Revutska et al. , “Raman spectroscopy studies of Ge-As-S chalcogenide glasses”, in Proc. 2017 IEEE 7th Int. Conf. Nanomaterials: Applications & Properties , Odesa, Ukraine, 2017. doi: 10.1109/NAP.2017.8190387
  14. M. Kincl and L. Tichy, “Some physical properties of Ge x As x S 1 − 2 x glasses”, Mater. Chem. Phys. , vol. 103, pp. 78–88, 2007. doi: 10.1016/j.matchemphys.2007.01.013
  15. P. Knotek et al. , “Nanoimeso-scale separation in some Ge-As-S glasses and amorphous films”, Sci. Pap. Univ. Pardubice , vol. 14, pp. 49–55, 2008.
  16. A. Stronski et al. , “Holographic and e-beam image recording in Ge 5 As 37 S 58 –Se nanomultilayer structures”, Nanoscale Res. Lett. , vol. 11, no. 39, pp. 1–7, 2016. doi: 10.1186/s11671-016-1235-x
  17. Y. Yang et al. , “Composition dependence of physical and optical properties in Ge-As-S chalcogenide glasses”, J. Non. Cryst. Solids , vol. 440, pp. 38–42, 2016. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2016.03.003
  18. S. Soyer-Uzun et al. , “Network vs molecular structural characteristics of Ge-doped arsenic sulfide glasses: A combined neutron / X-ray diffraction, extended X-ray absorption fine structure, and Raman spectroscopic study”, J. Phys. Chem. C , vol. 113, no. 15, pp. 6231–6242, 2009. doi: 10.1021/jp810446g
  19. Y.C. Boulmetis et al. , “Composition and temperature dependence of the low-frequency Raman scattering in Ge–As–S glasses”, J . Non-Crystalline Solids , vol. 347, no. 1-3, pp. 187–196, 2004. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2004.06.032
  20. S. Mamedov et al. , “Evidence for nanoscale phase separation of stressed – rigid glasses”, J. Phys. Condens. Matt er , vol. 15, pp. 2397–2411, 2003. doi: 10.1088/0953-8984/15/31/315
  21. D. Arsova et al. , “Photoinduced changes in sulphur rich Ge-As-S thin”, J. Optoelectron. Adv. Mater. , vol. 11, no. 9, pp. 1253–1256, 2009.
  22. A. Stronski et al. , “Optical and electron-beam recording of surface relief’s using Ge 5 As 37 S 58 –Se nanomultilayers as registering media”, J. Nano Res. , vol. 39, pp. 96–104, 2016. doi: 10.4028/www.scientific.net/JNanoR.39.96
  23. [A.V. Stronski and M. Vlcek, “Imaging properties of As 40 S 40 Se 20 layers”, Opto-Electronics Review , vol. 8, no. 3, pp. 263–267, 2000.
§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.
Усі випуски

МЕТОДИКА ПАРАМЕТРИЧНОГО СИНТЕЗУ ЗУМ-АФОКАЛЬНИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ НЕРУХОМИХ ВАРІОЛІНЗ

Ігор Г. Чиж

Проблематика Зум-оптичні системи, в яких використовуються механічно нерухомі електрично керовані варіолінзи, не можуть вважатися такими, що мають нерухомі оптичні…

#зум-афокальні системи #головні точки варіолінз #синтез зум-афокальних систем #стабільна афокальність зум-системи
10.20535/kpisn.2026.3.351645

МОДИФІКАЦІЯ НЕЙРОМЕРЕЖЕВОГО МЕТОДУ SPINN ДЛЯ НАБЛИЖЕНОГО РОЗВ'ЯЗАННЯ МІШАНОЇ ЗАДАЧІ ДЛЯ РІВНЯННЯ ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ В ЕЛІПТИЧНІЙ ОБЛАСТІ

Валерій Лось, Олександр Ряхін

Проблематика. Параболічні диференціальні рівняння є математичними моделями інженерії, призначеними для дослідження широкого кола прикладних задач. Це приводить до…

#рівняння теплопровідності #мішана параболічна задача #еліптична область #фізико-інформативна нейронна мережа
10.20535/kpisn.2026.3.367316

ДВОЕТАПНИЙ ПІДХІД ДО СЕГМЕНТАЦІЇ СУПУТНИКОВИХ ЗНІМКІВ ДЛЯ ОЦІНЮВАННЯ ПЛОЩІ АСФАЛЬТОВАНОГО ПОКРИТТЯ ПАРКОВОК

Олександр Гончарук, Надія Недашківська

Проблематика. Точна оцінка площі асфальтованих парковок є важливою для містобудування та екологічного моніторингу. Однак спектральна подібність асфальту паркувальних…

#семантична сегментація #супутникові знімки #паркінг #нейронна мережа
10.20535/kpisn.2026.3.367540

Схожі статті

1-10 з 17

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.