КЛАСТЕРНАЯ ВТОРИЧНАЯ ЭМИССИЯ ИОНОВ ИЗ НАНОРАЗМЕРНЫХ ОБРАЗЦОВ КРЕМНИЯ

Времяпролетная вторичная ионная масс–спектрометрия использовалась для исследования кластерной эмиссии трех видов образцов Si с различными размерными особенностями – массивной монокристаллической пластины, прессованной таблетки из частиц диаметром 60 нм и голографической решетки, состоящей из колонок длиной 200 нм и высотой 160 нм в диаметре. Было показано, что при ионно–лучевой бомбардировке Bi3 + с энергией 25 кэВ оба наноразмерных образца демонстрируют более интенсивную отрицательную кластерную вторичную ионную эмиссию по сравнению с массивным образцом Si. Было обнаружено, что «наноразмерный эффект распыления» более выражен для крупных кластеров Sin с n–7 и для прессованной таблетки нанопорошка, в которой отдельные частицы более изолированы, чем в столбцах, образованных голографической решеткой.

1. Richter C–E, Trapp M. Atomic and cluster ion emission from silicon in secondary–ion mass spectrometry: I. Sin and SinOr ions. Intern. J. Mass Spectrom. Ion Phys. 1981; 38: 21–33.

2. Belykh SF, RasulevUKh, Samartsev AV, Stroev LV, Zinoviev AV. High non–additive sputtering of silicon as large positive cluster ions under polyatomic ion bombardment. Vacuum 2000; 56: 257–262.

3. Ninomiya S, Ichiki K, Nakata Y, Seki T, Aoki T, Matsuo J. The effect of incident cluster ion energy and size on secondary ion yields emitted from Si. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B 2007; 256: 528– 531.

4. Yang L, Seach MP, Anstis H, Gilmore IS, Lee JLS. Sputtering yields of gold nanoparticles by C60 ions. J. Phys. Chem C 2012; 116: 9311–9318.

5. Geng S, Verkhoturov SV, Eller MJ, Clubb AB, Schweikert EA. Characterization of individual free– standing nano–objects by cluster SIMS in transmission. J. Vac. Sci. Technol. B 2016; 34: 03H117–1– 5.

6. Belykh SF, Tolstogouzov AB, Lozovan AA. On the possibility of using the nanosized effect of ion sputtering in the development of a high–current source of atomic and cluster ions of solid–state elements. J. Surf. Investigation: X–ray, Synchrotron & Neutron Techn. 2015; 9: 1144–1151.

7. Belykh SF, Bekkerman AD, Tolstogouzov AB, Lozovan AA, Fu DJ. Principle of the construction and computer simulation of a source of homogeneous and heterogeneous cluster ions. J. Surf. Investigation: X–ray, Synchrotron & Neutron Techn. 2018; 12: 40–45.