Наноструктурирование поверхности эпитаксиальных пленок Bi 2 Te 3 при ионно-плазменной обработке

Abstract

Исследовано влияние ионно-плазменной обработки на морфологию поверхности и оптические свойства эпитаксиальных пленок Bi2Te3. Пленки теллурида висмута выращены методом молекулярно-лучевой эпитаксии на подложках (111) BaF2 и имели толщину 290 nm. Ионно-плазменная обработка поверхности пленок осуществлялась в реакторе высокоплотной аргоновой плазмы высокочастотного индукционного разряда (13.56 MHz) низкого давления. Энергия ионов Ar+ задавалась в пределах 25−150 eV, продолжительность обработки находилась в интервале 10−120 s. Обнаружено эффективное наноструктурирование поверхности теллурида висмута, приводящее к появлению наноструктур различной формы и архитектуры с геометрическими размерами 13−40 nm. Из спектров оптического пропускания определена величина ширины запрещенной зоны Eg = 0.87 − 1.29 eV для наноструктурированных систем Bi2Te3. Полученные величины Eg в несколько раз превышают значения для объемного теллурида висмута (∼ 0.16 eV), что может быть объяснено реализацией квантовых размерных эффектов.