Физические механизмы распыления мишеней из SiO$_{2}$ ускоренными ионами фуллерена C$_{60}$

М. В. Малеев, Е. Н. Зубарев, В. Е. Пуха, А. Н. Дроздов, А. С. Вус

Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», ул. Фрунзе, 21, 61002 Харьков, Украина

Получена: 24.03.2015. Скачать: PDF

Исследованы физические закономерности и механизмы роста углеродных плёнок и эрозии поверхности при облучении мишеней из кварца (SiO$_{2}$) пучком ускоренных ионов C$_{60}$ с энергией в интервале 2,5—10 кэВ при температуре мишени 373 К. Установлено, что рост углеродных плёнок на поверхности облучаемых мишеней из SiO$_{2}$ наблюдается в интервале энергий ионов 2,5—3,75 кэВ. При этом скорость осаждения углерода лимитируется процессом эрозии поверхности роста, интенсивность которого зависит от энергии ионов. При энергии ионов выше верхних значений указанных интервалов плёнка на поверхности не формируется, и наблюдается эрозия материала мишени. Показана возможность удаления аморфного оксида с поверхности кремниевой подложки и формирование на ней эпитаксиального карбида кремния.

Ключевые слова: структура плёнок, распыление поверхности, энергия ионов, кварц, фуллерен.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v37/i06/0775.html

PACS: 61.80.Jh, 61.82.Fk, 68.37.Lp, 68.47.Gh, 68.55.Nq, 81.40.Wx, 81.65.Cf


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. N. Winograd, Surf. Interface Anal., 45, No. 1: 3 (2013). Crossref
  2. N. Winograd, Anal. Chem., 77, No. 7: 142 (2005). Crossref
  3. E. J. Lanni, S. J. Dunham, P. Nemes, S. S. Rubakhin, and J. V. Sweedler, J. Am. Soc. Mass Spectrom., 25, No. 11: 1897 (2014). Crossref
  4. D. Kobayashi, Y. Yamamoto, and T. Isemura, Surf. Interface Anal., 45, No. 1: 113 (2013). Crossref
  5. Y. Y. Chen, B.Y. Yu, W. B. Wang, M. F. Hsu, W. C. Lin, Y. C. Lin, J. H. Jou, and J. J. Shyue, Anal. Chem., 80, No. 2: 501 (2008). Crossref
  6. N. Sanada, A. Yamamoto, R. Oiwa, and Y. Ohashi, Surf. Interface Anal., 36, No. 3: 280 (2004). Crossref
  7. V. E. Pukha, E. N. Zubarev, A. N. Drozdov, A. T. Pugachov, S. H. Jeong, and S. C. Nam, J. Phys. D: Appl. Phys., 45, No. 33: 335302 (2012). Crossref
  8. V. E. Pukha, A. T. Pugachov, N. P. Churakova, E. N. Zubarev, V. E. Vinogradov, and S. C. Nam, J. Nanosci. Nanotechnol., 12, No. 6: 4762 (2012). Crossref
  9. O. V. Penkov, V. E. Pukha, E. N. Zubarev, S. S. Yoo, and D. E. Kim, Tribology International, 60: 127 (2013). Crossref
  10. K. D. Krantzman and B. J. Garrison, J. Phys. Chem. C, 113, No. 8: 3239 (2009). Crossref
  11. G. Gillen, J. Batteas, C. A. Michaels, P. Chi, J. Small, E. Windsor, A. Fahey, J. Verkouteren, and K. J. Kim, Appl. Surf. Sci., 252, No. 19: 6521 (2006). Crossref
  12. J. Kozole and N. Winograd, Appl. Surf. Sci., 255, No. 8: 886 (2008). Crossref
  13. K. D. Krantzman, D. B. Kingsbury, and B. J. Garrison, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B, 255, No. 1: 238 (2007).
  14. M. Khadem, O. V. Penkov, V. E. Pukha, M. V. Maleyev, and D. E. Kim, Carbon, 80: 534 (2014). Crossref
  15. N. I. Ionov, Zh. Tekh. Fiz., 34: 769 (1964); idem, Soviet Physics–Technical Physics, 9: 591 (1964).
  16. D. L. Windt, Comp. Phys., 12, No. 4: 360 (1998). Crossref
  17. D. G. Stearns, D. P. Gaines, D.-W. Sweeney, and E. M. Gullikson, J. Appl. Phys., 84, No. 2: 1003 (1998). Crossref
  18. M. V. Maleyev, E. N. Zubarev, V. E. Pukha, A. N. Drozdov, A. S. Vus, and A. Yu. Devizenko, Fizicheskaya Inzheneriya Poverkhnosti, 13, No. 1: 91 (2015) (in Russian).
  19. Raspylenie Tvyordykh Tel Ionnoy Bombardirovkoy. Fizicheskoe Raspylenie Odnoelementnykh Tvyordykh Tel (Ed. R. Berish) (Moscow: Mir: 1984), Iss. 1 (Russian translation).
  20. S. Sun, C. Szakal, N. Winograd, and A. Wucher, J. Am. Soc. Mass Spectrom., 16, No. 10: 1677 (2005). Crossref
  21. Z. Postawa, B. Czerwinski, M. Szewczyk, E. J. Smiley, N. Winograd, and B. J. Garrison, J. Phys. Chem. B, 108, No. 23: 7831 (2004). Crossref
  22. P. Sigmund, Thin Solid Films, 520, No. 19: 6031 (2012). Crossref
  23. Tekhnologiya Tonkikh Plyonok: Spravochnik [Handbook of Thin Film Technology] (Eds. L. I. Maissel and R. Glang) (Moscow: Sovetskoe Radio: 1977), vol. 1 (Russian translation).
  24. K. D. Krantzman, C. A. Briner, and B. J. Garrison, J. Phys. Chem. A, 118, No. 31: 8081 (2014). Crossref
  25. V. E. Pukha, A. N. Stetsenko, S. N. Dub, and J. K. Lee, J. Nanosci. Nanotechnol., 7, Nos. 4—5: 1370 (2007). Crossref
  26. R. Verucchi, L. Aversa, M. V. Nardi, S. Taioli, S. Beccara, D. Alfè, L. Nasi, F. Rossi, G., Salviati, and S. Iannotta, J. Am. Chem. Soc., 134, No. 42: 17400 (2012). Crossref
  27. M. Zhong, C. Zhang, and J. Luo, Appl. Surf. Sci., 254, No. 21: 6742 (2008). Crossref