ИОННО-ЛУЧЕВОЕ ФОРМИРОВАНИЕ НАНОКЛАСТЕРОВ ZnSe И ZnS В СЛОЯХ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ

В работе продемонстрирована возможность одновременного формирования в слоях SiO2 наноразмерных кластеров ZnSe и ZnS. Использовались «горячие» (550 °С) условия имплантации ионов Se, Zn и S c последующей высокотемпературной обработкой (900 °С, 30 мин). Было изготовлено две серии образцов: первая имплантировалась ионами Se и Zn, вторая – ионами Se, Zn и S. Установлено, что формирование слоев с наноразмерными (от 2 до 20 нм) кластерами в оксидной матрице происходит уже в процессе «горячей» имплантации примесей. Последующая термообработка приводит к существенной структурной перестройке слоев с кластерами. В отожженных образцах в области максимальной концентрации внедренных примесей формируются крупные кристаллиты (до 90 нм), в то время как в приповерхностной области диоксида кремния наблюдаются мелкие преципитаты. Методом комбинационного рассеяния света и в образцах сразу после имплантации, и в отожженных образцах зарегистрировано формирование кластеров кристаллической фазы ZnSe (для первой серии) и кластеров фаз ZnSe + ZnS (для второй серии). 

1. Itoh, S. Current status and Future prospects of ZnSe-based light-emitting devices / S. Itoh, K. Nakano, A. Ishibashi // J. Crystal Growth. – 2000. – Vol. 214. – P. 1029–1034. doi.org/10.1016/S0022-0248(00)00264-5

2. Yong, K. T. Mn-doped near-infrared quantum dots as multimodal targeted probes for pancreatic cancer imaging / K. T. Yong // Nanotechnology. – 2009. – Vol. 20. – 015102. doi.org/10.1088/0957-4484/20/1/015102

3. Effects of strain on the optical and vibrational properties of ZnSe–ZnSxSe1–x strained-layer superlattices / K. Shahad [et al.] // J. Luminescence. – 1990. – Vol. 46. – P. 109–136. doi.org/10.1016/0022-2313(90)90013-2

4. Microwave-assisted aqueous synthesis of transition metal ions doped ZnSe/ZnS core/shell quantum dots with tunable white-light emission / Z. Jie [et al.] // Appl. Surf. Science. – 2015. – Vol. 351. – P. 655–661. doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.05.178

5. Facile synthesis of highly luminescent UV-blue emitting ZnSe/ZnS core/shell quantum dots by a two-step method / D. Bohua [et al.] // Chem. Commun. – 2010. – Vol. 46. – P. 7331–7333. doi.org/10.1039/C0CC02042G

6. SRIM [The Stopping and Range of Ions in Matter] (2013) [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.srim.org

7. Formation of InAs nanocrystals in Si by high-fluence ion implantation / F. Komarov [et al.] // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. – 2008. – Vol. 266. – P. 3557–3564. doi.org/10.1016/j.nimb.2008.06.010

8. Ion-Beam Synthesis of InSb Nanocrystals in Si Matrix / F. Komarov [et al.] // J. Advanced Materials Research. – 2013. – Vol. 679. – P. 9–13. doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.679.9

9. Optical Phonons in ZnSxSe1−x Mixed Crystals / O. Brafman [et al.] // Phys. Rev. Lett. – 1967. – Vol. 19. – P. 1120–1123. doi.org/10.1103/PhysRevLett.19.1120

10. Аксянов, И. Г. Комбинационное рассеяние света в мозаичных пленках карбида кремния / И. Г. Аксянов, М. Е. Компан, И. В. Кулькова // Физика твердого тела. – 2010. – Т. 52, вып. 9. – C. 1724–1728.

11. Resonant micro-Raman investigations of the ZnSe–LO splitting in II–VI semiconductor quantum wires / G. Lermann [et al.] // J. Appl. Phys. – 1997. – Vol. 81. – P. 1446–1450. doi.org/10.1063/1.364181

12. Brafman, O. Raman Effect in Wurtzite- and Zinc-Blende-Type ZnS Single Crystals / O. Brafman, S. S. Mitra // Phys. Rev. – 1968. – Vol. 171. – P. 931–934. doi.org/10.1103/PhysRev.171.931

13. Structural properties of solution processed Ge23Sb7S70 glass materials / M. Waldmann [et al.] // J. Mater. Chem. – 2012. – Vol. 22. – P. 17848–17852. doi.org/10.1039/C2JM32235H

14. Kouji, H. Raman Scattering in ZnSxSe1–x Alloys / H. Kouji, S. Nobuhiko, A. Isamu // Japanese Journal of Applied Physics. – 1991. – Vol. 30, N 3. – P. 501–505. doi.org/10.1143/JJAP.30.501