Ионная имплантация: нанопористый германий

Методом высокоразрешающей растровой электронной микроскопии экспериментально продемонстрировано формирование тонких поверхностных аморфных слоев нанопористого Ge различной морфологии во время низкоэнергетической высокодозовой имплантации ионами металлов различной массы ⁶³Cu⁺, ¹⁰⁸Ag⁺ и ²⁰⁹Bi⁺ монокристаллических подложек с-Ge. Анализ структуры, полученных слоев нанопористого Ge проводили методом дифракции обратно рассеянных электронов. Показано, что при облучении ионами с малой энергией ⁶³Cu⁺ и ¹⁰⁸Ag⁺ на поверхности c-Ge формируются игольчатые нанообразования, составляющие тонкий нанопористый слой Ge, тогда как при использовании ²⁰⁹Bi⁺ имплантированный слой состоит из плотно упакованных нанонитей. При высокой энергии ионов облучения морфология тонких поверхностных слоев нанопористого Ge с ростом массы внедряемого иона меняет свою форму последовательно от трехмерной сетчатой до губчатой, образованной отдельными разреженными переплетающимися нанонитями. Обсуждены общие возможные механизмы порообразования в Ge при низкоэнергетической высокодозовой ионной имплантации, такие как кластерно-вакансионный, локального термического микровзрыва и точечного нагрева, сопровождающегося плавлением с эффективным распылением облучаемой поверхности.