Особенности распыления кремниевых и углеродных мишеней ускоренными ионами фуллерена C60

  • М. В. Малеев Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»
  • Е. Н. Зубарев Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»
  • В. Е. Пуха Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»
  • А. Н. Дроздов Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»
  • А. С. Вус Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»
  • А. Ю. Девизенко Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»

Abstract

Уроботідослідженозакономірностіроступлівокіерозіїповерхніприопроміненнімішенейзвуг­лецюікремніюпучкомприскоренихіонівС60 зенергієювінтервалі 2,5–24 кеВпритемпературімішеней 373 K. Встановлено, щозростаннявуглецевихплівокнаповерхніопромінюютьсякремнієвихмішенейспостерігаєтьсядоенергійіонів 7 кеВ, анаповерхнівуглецюдо 19 кеВ. При енергії іонів вище зазначених значень плівка на поверхні не формується і спостерігається ерозія матеріалу міше­ней. Досліджено структуру та механічні властивості вуглецевих плівок, вирощених в інтервалі енергій іонів фулерену 2,5–11,5кеВ.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

М. В. Малеев, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»
НС
Е. Н. Зубарев, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»
НС
В. Е. Пуха, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»
НС
А. Н. Дроздов, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»
НС
А. С. Вус, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»
НС
А. Ю. Девизенко, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»
НС

References

1. Toyoda N., Yamada I. Gas cluster ion beam equipment and applications for surface processing // Plasma Science, IEEE Transactions on. — 2008. — Vol. 36, No. 4. — P. 1471–1488.

2. Utke I., Moshkalev S., Russell P. (ed.). Nanofabrication using focused ion and electron beams: principles and applications. — Oxford University Press, 2012. — 840 p.

3. Majeski M. W., Bolotin I. L., Hanley L. Cluster Beam Deposition of Cu2 — XS Nanoparticles into Organic Thin Films // ACS applied materials & interfaces. — 2014. — Vol. 6, No. 15. — P. 12901–12908.

4. Popok V. N. et al. Cluste r— surface interaction: From soft landing to implantation // Surface Science Reports. — 2011. — Vol. 66, No. 10. — P. 347–377.

5. Kawasaki Y., Shibahara K. Effects of B18Hx + and B18Hx dimer ion implantations on crystallinity and retained B dose in silicon // Journal of Vacuum Science & Technology A. — 2012. — Vol. 30, No. 1. — P. 011601.

6. Toyoda N. et al. Refilling and Planarization of Patterned Surface with Amorphous Carbon Films by Using Gas Cluster Ion Beam Assisted Deposition // Japanese Journal of Applied Physics. — 2010. — Vol. 49, No. 6S. — P. 06GH13.

7. Bourelle E. et al. Sidewall polishing with a gas cluster ion beam for photonic device applications // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. — 2005. — Vol. 241, No. 1. — P. 622–625.

8. Seki T. Nano-processing with gas cluster ion beams // Surface and Coatings Technology. — 2009. — Vol. 203, No. 17. — P. 2446–2451.

9. MacCrimmon R. et al. Gas cluster ion beam infusion processing of semiconductors //Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. — 2006. — Vol. 242, No. 1. — P. 427–430.

10. Yamada I. et al. Non-linear processes in the gas cluster ion beam modification of solid surfaces // Materials Science and Engineering: A. — 1998. — Vol. 253, No. 1. — P. 249–257.

11. Popok V. N., Campbell E. E. B. Beams of atomic clusters: Effects on impact with solids //Rev. Adv. Mater. Sci. — 2006. — Vol. 11, No. 1. — P. 19–45.

12. Yamada I. et al. Nano-processing with gas cluster ion beams //Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. — 2000. — Vol. 164. — P. 944–959.

13. Морозов С. Н., Расулев У. Х. Эмиссия ква¬зитепловых ионов при бомбардировке твердого тела кластерными ионами // Журнал технической физики. — 2009. — Т. 79. — №. 7.

14. Matsuo J. et al. Sputtering of elemental metals by Ar cluster ions //Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. — 1997. — Vol. 121, No. 1. — P. 459–463.

15. Pukha V. E. et al. Nanocrystalline diamond thin films deposited from C60 monoenergetic fullerene ion beam // Journal of nanoscience and nanotechnology. — 2007. — Vol. 7, No. 4–5. — P. 1370–1376.

16. Krantzman K. D., Webb R. P., Garrison B. J. Simulations of C60 bombardment of Si, SiC, diamond and graphite // Applied Surface Science. — 2008. — Vol. 255, No. 4. — P. 837–840.

17. Kulevoy T. V. et al. Molecular Ion Beam Transportation for Low Energy Ion Implantation //Ion implantation technology 2101: 18th International Conference on Ion Implantation Technology IIT 2010. — AIP Publishing, 2011. — Vol. 1321, No. 1. — P. 476–479.

18. Winograd N. Molecular depth profiling // Surface and Interface Analysis. — 2013. — Vol. 45, No. 1. — P. 3–8.

19. Winograd N. The magic of cluster SIMS // Analytical Chemistry. — 2005. — Vol. 77, No. 7. — P. 142 A–149 A.

20. Chen Y. Y. et al. X-ray photoelectron spectrometry depth profiling of organic thin films using C60 sputtering // Analytical chemistry. — 2008. — Vol. 80, No. 2. — P. 501–505.

21. Pukha V. E. et al. Growth of nanocomposite films from accelerated C60 ions //Journal of Physics D: Applied Physics. — 2012. — Vol. 45, No. 33. — P. 335302.

22. Pukha V. E. et al. Synthesis, structure and properties of superhard nanostructured films deposited by the C60 ion beam //Journal of nanoscience and nanotechnology. — 2012. — Vol. 12, No. 6. — P. 4762–4768.

23. Oleksiy V. Penkov, Volodymyr E. Pukha, Evgeniy N. Zubarev, Shin — Sung Yoo, Dae — Eun Tribological properties of nanostructured DLC coatings deposited by C60 ion beam // Tribology International. — 2013. — Vol. 60, — Р. 127–135.

24. Krantzman K. D., Kingsbury D. B., Garrison B. J. Bombardment induced surface chemistry on Si under keV C60 impact // Applied surface science. — 2006. — Vol. 252, No. 19. — P. 6463–6465.

25. Krantzman K. D., Garrison B. J. Theoretical Study of the Role of Chemistry and Substrate Characteristics in C60 keV Bombardment of Si, SiC, and Diamond by Molecular Dynamics Simulations // The Journal of Physical Chemistry C. — 2009. — Vol. 113, No. 8. — P. 3239–3245.

26. Krantzman K. D., Kingsbury D. B., Garrison B. J. Cluster induced chemistry at solid surfaces: Molecular dynamics simulations of keV C60 bombardment of Si // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. — 2007. — Vol. 255, No. 1. — P. 238–241.

27. Kozole J., Winograd N. Controlling energy deposition during the C60+ bombardment of silicon: The effect of incident angle geometry // Applied Surface Science. — 2008. — Vol. 255, No. 4. — P. 886–889.

28. Ионов Н. И. Исследование газоразрядной и космической плазмы с помощью многоэлектродных зондов // Ж. техн. физ. — 1964. — Т. 34. — 769 c.

29. Windt D. L. IMD — Software for modeling the optical properties of multilayer films // Computers in Physics — 1998. — Vol. 12. — P. 360–370.

30. Stearns D. G, Gaines D. P., Sweeney D. — W., Gullikson E. M. Nonspecular X-ray scattering in a multilayer—coated imaging system // J. of applied physics. — 1998. — Vol. 84. — P. 1003–1028.

31. Gaber H. et al. Carbon films of amorphous and oriented graphitic structure from fullerene ion beam deposition // The Journal of Physical Chemistry. — 1993. — Vol. 97, No. 31. — P. 8244–8249.

32. Бериш Р., Молчанов В. А. (ред.). Распыление твердых тел ионной бомбардировкой: Физическое распыление одноэлементных твердых тел. — Мир, 1984.— Вып.1. — 253 c.

33. Sigmund P. Recollections of fifty years with sputtering // Thin Solid Films. — 2012. — Vol. 520, No. 19. — P. 6031–6049.

34. Weissmantel C. et al. Preparation and properties of hard i C and i — BN coatings // Thin Solid Films. — 1982. — Vol. 96, No. 1. — P. 31–44.

35. Aoki T. et al. Molecular dynamics simulation of a carbon cluster ion impacting on a carbon surface // Materials chemistry and physics. — 1998. — Vol. 54, No. 1. — P. 139–142.

36. Krantzman K. D., Briner C. A., Garrison B. J. Investigation of Carbon Buildup in Simulations of Multi — Impact Bombardment of Si with 20 keV C60 Projectiles // J. Phys. Chem. A. — 2014. — Vol. 118, No. 37. — P 8081–8087.

37. Никольский Б. П. Справочник химика: «Химия», 1966. — Т. 1.— 1072 c.

38. Лебедев А. А., Давыдов С. Ю. Вакансионная модель процесса гетерополитипной эпитаксии SiC // Физика и техника полупроводников. — 2005. — Т. 39. — № 3. — С. 296–299.

39. Dawson J. C., Adkins C. J. Conduction mechanisms in amorphous carbon prepared by ion — beam sputtering // Journal of Physics: Condensed Matter. — 1995. — Vol. 7, No. 31. — 6297 p.

40. Donnet C., Erdemir A. Tribology of diamond — like carbon films: fundamentals and applications. — Springer, 2007. — 662 p.
Published
2015-11-24
How to Cite
Малеев, М. В., Зубарев, Е. Н., Пуха, В. Е., Дроздов, А. Н., Вус, А. С., & Девизенко, А. Ю. (2015). Особенности распыления кремниевых и углеродных мишеней ускоренными ионами фуллерена C60. Journal of Surface Physics and Engineering, 13(1), 91 - 104. Retrieved from https://periodicals.karazin.ua/pse/article/view/4500

Most read articles by the same author(s)