THE FORMATION OF SURFACE NANOSTRUCTURES ON As-S-Ge CHALCOGENIDE FILM AFTER E-BEAM EXPOSURE

Abstract

Проблематика. Халькогенідні стекла формують унікальний клас матеріалів та є привабливими з точки зору їх різноманітних застосувань, що обумовлені їхніми непересічними властивостями та можливістю утворювати поверхневий рельєф. Взаємодія цих матеріалів з електронним променем становить інтерес через різноманітність фізичних явищ, спричинених у халькогенідних плівках лазерним опроміненням. Мета дослідження. Дослідження прямого (без селективного травлення) формування поверхневого рельєфу періодичних наноструктур на плівці As 3 S 77 Ge 20 товщиною ~8,3 мкм, виготовленій вакуумним термічним випаровуванням, із використанням електронно-променевої літографії. Вивчення зміни висоти і форми поверхневих наноструктур залежно від дози опромінення. Методика реалізації. Хімічний склад плівки визначали за допомогою енергетично-дисперсійного аналізу рентгенівських променів. Плівку опромінювали електронним променем за допомогою скануючого електронного мікроскопа. Було досліджено вплив опромінення електронним пучком на аморфну халькогенідну тонку плівку As 3 S 77 Ge 20 . Поверхневий рельєф плівки сканували атомно-силовим мікроскопом. Результати дослідження. Доза експозиції G варіювалась від 12 мКл·см - 2 до 12 Кл·см - 2 . Було виявлено формування конусів із гаусовим профілем на поверхнях плівок після локального опромінення електронами. Встановлено залежність висоти одержаних поверхневих наноструктур від дози експозиції. Видно, що для G 2400 мКл·см - 2 вона зменшується. Було знайдено початкову та інверсійну дози формування поверхневого рельєфу. Для матриць із відстанню між точками опромінення d = 6,6 мкм початкова доза становила G 0 = 9,60 мКл·см - 2 , а інверсійна – G i = 31,18 Кл·см - 2 . Для d = 10 мкм ці параметри дорівнювали G 0 = 6,98 мКл·см - 2 і G i = 36,19 Кл·см - 2 . Залежності у зростаючому інтервалі дози (від 16 до 1200 мКл·см - 2 ) для d = 6,6 мкм і d = 10 мкм було апроксимовано експоненційними функціями. Висновки. Зміну форми та параметрів отриманого рельєфу поверхні на плівці As 3 S 77 Ge 20 можна пояснити моделлю акумулювання заряду. Наші дослідження показали, що вивчена композиція As 3 S 77 Ge 20 придатна для запису електронним променем та може бути використана для виготовлення оптичних елементів.