Создание методами ионной имплантации и импульсного лазерного отжига композитных слоев Si и GeSi с наночастицами Ag

Abstract

В работе изучено воздействие импульсного лазерного излучения ( = 0.694 мкм) на слои монокристаллического Si, имплантированного ионами Ag+ либо ионами Ge+ и Ag+ для создания кристаллических композитных материалов Ag:Si и Ag:GeSi с наночастицами Ag, проявляющих плазмонный эффект. Одновременно с импульсным лазерным отжигом (ИЛО) проводилось зондирование облучаемой зоны по времени с регистрацией оптического отражения R(t). Установлено, что ИЛО образца Ag:Si приводит к образованию расплава на поверхности Si длительностью 90-170 нс, что согласуется с данными компьютерного моделирования. Плавление и кристаллизация имплантированных слоев приводит к образованию наночастиц Ag с размерами 5-10 нм и 40-50 нм. В спектрах R() слоя Ag:Si после ИЛО наблюдалось ослабление плазмонной полосы наночастиц Ag в Si (λ ~ 830 нм). Схожие результаты были получены для слоя Ag:GeSi = In this work the processing by pulsed laser radiation ( = 0.694 m) of monocrystalline Si layers implanted either by Ag+ ions or Ge+ and Ag+ ions to produce crystalline composite Ag:Si and Ag:GeSi films possessing nanoperticles with palsmonic effect is studied. Simultaneously with pulsed laser annealing (PLA) the probing of irradiated zone with registration of optical reflectivity R(t) is carried out. It is established that PLA of Ag:Si sample leads to melting of Si surface with 90-170 ns duration that agrees with computer simulation data. The melting and crystallization of the implanted layers leads to the reformation of Ag nanoparticles with sizes of 5-10 nm and 40-50 nm. R() spectra of Ag:Si layer after PLA showed the reduction of plasmonic band of Ag nanoparticles in Si ( = 835 nm). Similar results were obtained for Ag:GeSi layer