Розподіл хімічних елементів в поверхневому шарі імплантованих іонами Si⁺ плівок залізоітрієвого гранату

Розподіл хімічних елементів в поверхневому шарі імплантованих іонами Si⁺ плівок залізоітрієвого гранату

Представлены результаты анализа поверхности имплантированных ионами Si⁺ с дозой 5•10¹³ см⁻² и энергиями 100—150 кеВ пленок железно-иттриевого ґраната, полученные с помощью рентґеновской фотоэлектронной спектроскопии, установлено относительное содержание основных химических элементов в поверхностном...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Физическая инженерия поверхности
Datum:2014
Hauptverfasser: Пилипів, В.М., Коцюбинський, В.О., Гарпуль, О.З., Гасюк, І.М.
Format: Artikel
Sprache:Ukrainian
Veröffentlicht: Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України 2014
Schlagworte:
Представлено результати аналізу поверхні імплантованої іонами Si⁺ з дозою 5•10¹³ см⁻² та енергіями 100—150 кеВ плівок залізо-ітрієвого ґранату, отримані за допомогою рентґенівської фотоелектронної спектроскопії, встановлено відносний вміст основних хімічних елементів в поверхневому шарі, отримано інформацію про особливості електронних станів атомів на поверхні, валентних і структурних перетворень, що відбуваються в поверхневому шарі під дією імплантації іонами кремнію з різною енергією.
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102619
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Розподіл хімічних елементів в поверхневому шарі імплантованих іонами Si⁺ плівок залізоітрієвого гранату / В.М. Пилипів, В.О. Коцюбинський, О.З. Гарпуль, І.М. Гасюк // Физическая инженерия поверхности. — 2014. — Т. 12, № 1. — С. 39-44. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-102619
record_format dspace
spelling Пилипів, В.М.
Коцюбинський, В.О.
Гарпуль, О.З.
Гасюк, І.М.
2016-06-12T04:50:26Z
2016-06-12T04:50:26Z
2014
Розподіл хімічних елементів в поверхневому шарі імплантованих іонами Si⁺ плівок залізоітрієвого гранату / В.М. Пилипів, В.О. Коцюбинський, О.З. Гарпуль, І.М. Гасюк // Физическая инженерия поверхности. — 2014. — Т. 12, № 1. — С. 39-44. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.
1999-8074
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102619
544.546:548.4
Представлены результаты анализа поверхности имплантированных ионами Si⁺ с дозой 5•10¹³ см⁻² и энергиями 100—150 кеВ пленок железно-иттриевого ґраната, полученные с помощью рентґеновской фотоэлектронной спектроскопии, установлено относительное содержание основных химических элементов в поверхностном слое, получена информация об особенностях электронных состояний атомов на поверхности, валентных и структурных преобразований, происходящих в поверхностном слое под действием имплантации ионами кремния с разной энергией.
We have presented an analysis surface implanted of ions Si⁺ with dose of 5 • 10¹³ sm⁻² and the energies of 100—150 keV of iron-yttrium garnet films obtained using X-ray Представлено результати аналізу поверхні імплантованої іонами Si⁺ з дозою 5•10¹³ см⁻² та енергіями 100—150 кеВ плівок залізо-ітрієвого ґранату, отримані за допомогою рентґенівської фотоелектронної спектроскопії, встановлено відносний вміст основних хімічних елементів в поверхневому шарі, отримано інформацію про особливості електронних станів атомів на поверхні, валентних і структурних перетворень, що відбуваються в поверхневому шарі під дією імплантації іонами кремнію з різною енергією. Remove selected
We have presented an analysis surface implanted of ions Si⁺ with dose of 5 • 10¹³ sm⁻² and the energies of 100—150 keV of iron-yttrium garnet films obtained using X-ray photoelectron spectroscopy, established the relative content of major chemical elements in the surface layer, obtained information about the features of electronic states atoms on the surface, the valence and structural changes occurring in the surface layer under implanted silicon with different energy.
uk
Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
Физическая инженерия поверхности
Представлено результати аналізу поверхні імплантованої іонами Si⁺ з дозою 5•10¹³ см⁻² та енергіями 100—150 кеВ плівок залізо-ітрієвого ґранату, отримані за допомогою рентґенівської фотоелектронної спектроскопії, встановлено відносний вміст основних хімічних елементів в поверхневому шарі, отримано інформацію про особливості електронних станів атомів на поверхні, валентних і структурних перетворень, що відбуваються в поверхневому шарі під дією імплантації іонами кремнію з різною енергією.
Розподіл хімічних елементів в поверхневому шарі імплантованих іонами Si⁺ плівок залізоітрієвого гранату
Распределение химических элементов в поверхностном слое имплантированых ионами Si⁺ пленок железо-иттриевого граната
Distribution of chemical elements in the surface layer of the films implanted ions Si⁺ with yttrium iron garnet
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Розподіл хімічних елементів в поверхневому шарі імплантованих іонами Si⁺ плівок залізоітрієвого гранату
spellingShingle Розподіл хімічних елементів в поверхневому шарі імплантованих іонами Si⁺ плівок залізоітрієвого гранату
Пилипів, В.М.
Коцюбинський, В.О.
Гарпуль, О.З.
Гасюк, І.М.
Представлено результати аналізу поверхні імплантованої іонами Si⁺ з дозою 5•10¹³ см⁻² та енергіями 100—150 кеВ плівок залізо-ітрієвого ґранату, отримані за допомогою рентґенівської фотоелектронної спектроскопії, встановлено відносний вміст основних хімічних елементів в поверхневому шарі, отримано інформацію про особливості електронних станів атомів на поверхні, валентних і структурних перетворень, що відбуваються в поверхневому шарі під дією імплантації іонами кремнію з різною енергією.
title_short Розподіл хімічних елементів в поверхневому шарі імплантованих іонами Si⁺ плівок залізоітрієвого гранату
title_full Розподіл хімічних елементів в поверхневому шарі імплантованих іонами Si⁺ плівок залізоітрієвого гранату
title_fullStr Розподіл хімічних елементів в поверхневому шарі імплантованих іонами Si⁺ плівок залізоітрієвого гранату
title_full_unstemmed Розподіл хімічних елементів в поверхневому шарі імплантованих іонами Si⁺ плівок залізоітрієвого гранату
title_sort розподіл хімічних елементів в поверхневому шарі імплантованих іонами si⁺ плівок залізоітрієвого гранату
author Пилипів, В.М.
Коцюбинський, В.О.
Гарпуль, О.З.
Гасюк, І.М.
author_facet Пилипів, В.М.
Коцюбинський, В.О.
Гарпуль, О.З.
Гасюк, І.М.
topic Представлено результати аналізу поверхні імплантованої іонами Si⁺ з дозою 5•10¹³ см⁻² та енергіями 100—150 кеВ плівок залізо-ітрієвого ґранату, отримані за допомогою рентґенівської фотоелектронної спектроскопії, встановлено відносний вміст основних хімічних елементів в поверхневому шарі, отримано інформацію про особливості електронних станів атомів на поверхні, валентних і структурних перетворень, що відбуваються в поверхневому шарі під дією імплантації іонами кремнію з різною енергією.
topic_facet Представлено результати аналізу поверхні імплантованої іонами Si⁺ з дозою 5•10¹³ см⁻² та енергіями 100—150 кеВ плівок залізо-ітрієвого ґранату, отримані за допомогою рентґенівської фотоелектронної спектроскопії, встановлено відносний вміст основних хімічних елементів в поверхневому шарі, отримано інформацію про особливості електронних станів атомів на поверхні, валентних і структурних перетворень, що відбуваються в поверхневому шарі під дією імплантації іонами кремнію з різною енергією.
publishDate 2014
language Ukrainian
container_title Физическая инженерия поверхности
publisher Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
format Article
title_alt Распределение химических элементов в поверхностном слое имплантированых ионами Si⁺ пленок железо-иттриевого граната
Distribution of chemical elements in the surface layer of the films implanted ions Si⁺ with yttrium iron garnet
description Представлены результаты анализа поверхности имплантированных ионами Si⁺ с дозой 5•10¹³ см⁻² и энергиями 100—150 кеВ пленок железно-иттриевого ґраната, полученные с помощью рентґеновской фотоэлектронной спектроскопии, установлено относительное содержание основных химических элементов в поверхностном слое, получена информация об особенностях электронных состояний атомов на поверхности, валентных и структурных преобразований, происходящих в поверхностном слое под действием имплантации ионами кремния с разной энергией. We have presented an analysis surface implanted of ions Si⁺ with dose of 5 • 10¹³ sm⁻² and the energies of 100—150 keV of iron-yttrium garnet films obtained using X-ray Представлено результати аналізу поверхні імплантованої іонами Si⁺ з дозою 5•10¹³ см⁻² та енергіями 100—150 кеВ плівок залізо-ітрієвого ґранату, отримані за допомогою рентґенівської фотоелектронної спектроскопії, встановлено відносний вміст основних хімічних елементів в поверхневому шарі, отримано інформацію про особливості електронних станів атомів на поверхні, валентних і структурних перетворень, що відбуваються в поверхневому шарі під дією імплантації іонами кремнію з різною енергією. Remove selected We have presented an analysis surface implanted of ions Si⁺ with dose of 5 • 10¹³ sm⁻² and the energies of 100—150 keV of iron-yttrium garnet films obtained using X-ray photoelectron spectroscopy, established the relative content of major chemical elements in the surface layer, obtained information about the features of electronic states atoms on the surface, the valence and structural changes occurring in the surface layer under implanted silicon with different energy.
issn 1999-8074
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102619
citation_txt Розподіл хімічних елементів в поверхневому шарі імплантованих іонами Si⁺ плівок залізоітрієвого гранату / В.М. Пилипів, В.О. Коцюбинський, О.З. Гарпуль, І.М. Гасюк // Физическая инженерия поверхности. — 2014. — Т. 12, № 1. — С. 39-44. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.
work_keys_str_mv AT pilipívvm rozpodílhímíčnihelementívvpoverhnevomušaríímplantovanihíonamisiplívokzalízoítríêvogogranatu
AT kocûbinsʹkiivo rozpodílhímíčnihelementívvpoverhnevomušaríímplantovanihíonamisiplívokzalízoítríêvogogranatu
AT garpulʹoz rozpodílhímíčnihelementívvpoverhnevomušaríímplantovanihíonamisiplívokzalízoítríêvogogranatu
AT gasûkím rozpodílhímíčnihelementívvpoverhnevomušaríímplantovanihíonamisiplívokzalízoítríêvogogranatu
AT pilipívvm raspredeleniehimičeskihélementovvpoverhnostnomsloeimplantirovanyhionamisiplenokželezoittrievogogranata
AT kocûbinsʹkiivo raspredeleniehimičeskihélementovvpoverhnostnomsloeimplantirovanyhionamisiplenokželezoittrievogogranata
AT garpulʹoz raspredeleniehimičeskihélementovvpoverhnostnomsloeimplantirovanyhionamisiplenokželezoittrievogogranata
AT gasûkím raspredeleniehimičeskihélementovvpoverhnostnomsloeimplantirovanyhionamisiplenokželezoittrievogogranata
AT pilipívvm distributionofchemicalelementsinthesurfacelayerofthefilmsimplantedionssiwithyttriumirongarnet
AT kocûbinsʹkiivo distributionofchemicalelementsinthesurfacelayerofthefilmsimplantedionssiwithyttriumirongarnet
AT garpulʹoz distributionofchemicalelementsinthesurfacelayerofthefilmsimplantedionssiwithyttriumirongarnet
AT gasûkím distributionofchemicalelementsinthesurfacelayerofthefilmsimplantedionssiwithyttriumirongarnet
first_indexed 2025-11-26T00:17:48Z
last_indexed 2025-11-26T00:17:48Z
_version_ 1850599444522729472
fulltext Пилипів В. М., Коцюбинський В. О., Гарпуль О. З., Гасюк І. М., 2014© 39 УДК 544.546:548.4 РОЗПОДІЛ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ В ПОВЕРХНЕВОМУ ШАРІ ІМПЛАНТОВАНИХ ІОНАМИ SI+ ПЛІВОК ЗАЛІЗО-ІТРІЄВОГО ГРАНАТУ В. М. Пилипів, В. О. Коцюбинський, О. З. Гарпуль, І. М. Гасюк Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна Надійшла до редакції 15. 01. 2014 Представлено результати аналізу поверхні імплантованої іонами Si+ з дозою 5·1013 см–2 та енер­ гіями 100—150 кеВ плівок залізо­ітрієвого ґранату, отримані за допомогою рентґенівської фо­ тоелектронної спектроскопії, встановлено відносний вміст основних хімічних елементів в по верхневому шарі, отримано інформацію про особливості електронних станів атомів на по­ вер хні, валентних і структурних перетворень, що відбуваються в поверхневому шарі під дією ім плантації іонами кремнію з різною енергією. Ключові слова: залізо­ітрієвий гранат, рентгенівська фотоелектронна спектроскопія, еле к­ тронні рівні. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОВЕРХНОСТНОМ СЛОЕ ИМПЛАНТИРОВАНЫХ ИОНАМИ SI+ ПЛЕНОК ЖЕЛЕЗО-ИТТРИЕВОГО ГРАНАТА В. М. Пылыпив, В. О. Коцюбинский, О. З. Гарпуль, И. М. Гасюк Представлены результаты анализа поверхности имплантированных ионами Si+ с дозой 5·1013 см–2 и энер гиями 100—150 кеВ пленок железно­иттриевого ґраната, полученные с по мо ­ щью рент ґе новской фо тоэлектронной спектроскопии, установлено относительное содержа ние ос новных хими че ских элементов в поверхностном слое, получена информация об особеннос­ тях электронных со сто яний атомов на по вер хности, валентных и структурных преобразова­ ний, происходящих в поверхностном слое под действием им плантации ионами кремния с раз­ ной энергией. Ключевые слова: железо­иттриевый гранат, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, эле ктронные уровни. DISTRIBUTION OF CHEMICAL ELEMENTS IN THE SURFACE LAYER OF THE FILMS IMPLANTED IONS SI+ WITH YTTRIUM IRON GARNET V. M. Pylypiv, V. O. Kotsyubinsky, O. Z. Garpul, I. M. Gasyuk We have presented an analysis surface implanted of ions Si+ with dose of 5 · 1013 sm–2 and the energies of 100—150 keV of iron­yttrium garnet films obtained using X­ray photoelectron spectroscopy, est­ ablished the relative content of major chemical elements in the surface layer, obtained information abo ut the features of electronic states atoms on the surface, the valence and structural changes oc cur­ ring in the surface layer under implanted silicon with different energy. Keywords: iron­yttrium garnet, X­ray photoelectron spectroscopy, electron levels. ВСТУП Залізо­ітрієвий ґранат Y3Fe5O12 (ЗІҐ) — ба га­ то функціональний феромагнітний ма те ріал із широкими перспективами за с то сування, зу мовленими унікальним по єд нанням стру­ к турних і магнітних вла с ти востей, якими мож на гнучко керува ти в про цесі синтезу та постобробки. Для більшості напрямів практичного застосування плівок ЗІҐ визна­ чальну роль відіграють властивості поверх­ невого шару, тому пошук і розробка методів ке рування його параметрами є актуальним зав данням, розв’язання якого дозволить оп­ ти мізувати та покращити функціональні ха­ ра ктеристики мікро­ та наноелектронних при строїв. РОЗПОДІЛ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ В ПОВЕРХНЕВОМУ ШАРІ ІМПЛАНТОВАНИХ ІОНАМИ SI+ ПЛІВОК... ФІП ФИП PSE, 2014, т. 12, № 1, vol. 12, No. 140 Одним з найбільш інформативних ме то дів дослідження електронної структу ри та скла­ ду поверхні твердих тіл є ме тод рентґенівської фотоелектронної спе к троскопії (РФЕС), який дає детальну ін фор ма цію про особливості еле ктрон них станів ато мів на поверхні, ва­ лен тних і структурних пе ретворень, що від­ бу ваються в поверхнево му шарі під дією різ­ номанітних обробок та впли вів [1, 2]. ОБ’ЄКТИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ В якості модельних зразків до слід жу ва­ лись монокристалічні плівки ЗІҐ (з пара­ ме т ром гратки af = 12,3697 Å і товщиною h = 4,28 мкм), які вирощувалися методом рід­ ко фазової епітаксії на підкладці ґа доліній­ ґалієвого ґранату Gd3Ga5O12 (as = 12,3820 Å) в кристалографічному напрямі (111). Імплан­ та ція проводилася на ус тановці МРВ­202 фірми «Balzers» (Швей царія) по током іо нів Si+ з фі ксо ваною дозою D = 5·1013 см–2 та ене р гіями в інтервалі 100—150 кеВ. Дослідження проводилися за допомогою рентґенівського фотоелектронного спектро­ метра Kratos Axis Ultra X­ray, який ви ко ри­ стовує монохроматичне Al Kα — джерело рент ґенівського випромінювання з енергією 1486,7 eВ. Значення енергії зв’язку основних рівнів визначалися відносно рівня ву гле цю C1s з енер гією 285,0 eВ. Відносний вміст ос но в ­ них хімічних елементів визна чав ся за ін тен ­ си вностями відповідних фо то е ле к трон них лі ній. Метод РФЕС є одним із най більш ефе­ к ти вних методів вивчення стану хі міч них еле ментів у поверхнево му шарі ЗІҐ то в щи­ ною до 50 Å, який до зво ляє, зокрема, вста­ но вити, в якому стані тут перебуває кисень, за лізо та ітрій [3]. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ Оглядовий рентґенівський фотое лек т ро н­ ний (РФЕ) спектр поверхні не ім пла н то ваної плівки ЗІҐ показано на рис. 1, де чітко ви д ­ но вузькі інтенсивні піки фо тоемісії осно в­ них електронних рівнів Fe2p, Y3d, O1s. Крім рефлексів, які стосу ю ться еле мен тів до­ сліджуваної сполуки, на спектрі спо сте рі га­ ються також ін тен си вний пік C1s та слабкий пік Si2p, що підтверджує присутність в по­ верхне во му шарі домішкових елементів [3]. Детальні спектри емісії фотоелектронів з ос­ новних електронних рівнів Fe2p, Y3d, O1s та C1s представлено на рис 2. Наявність пі ку з енергією, значення якої знаходиться між 709 і 723 еВ для станів 2р3/2 і 2р1/2 від по від но, свід чить про присутність в поверхневому ша рі плівки оксиду Fe2O3, тоб­ то за ліза в стані Fe3+ [4]. Характерне положення піків 3d3/2, 3d5/2 на спектрі фотоемісії з основного рівня Y3d за свідчує наявність у плівці ЗІҐ кластерів Y2O3. Отримані результати дозволяють вста­ но вити природу основних кластерів (дрі­ б них післяростових частинок фаз Fe2O3 та Y2O3 з розмірами порядку кіль кох десятків нанометрів), які виявлені в плівці ЗІҐ ме то ­ дом високороздільної рент ґе ні вської ди фра­ к тометрії [5]. Результати обробки оглядового РФЕ­спе ­ ктру від неімплантованої плівки ЗІҐ пода но в таблиці 1. Найбільш значні варіації роз по­ ді лу хі мі ч них елементів в монокристалі ЗІҐ до і після іо н ної імплантації мають місце в повер хневому шарі «плівка­повітря». Ана ліз ог лядо вих РФЕ­спектрів ім план то ваних іо­ на ми Si+ (D = 5∙1013 см–2, E = 100—150 кеВ) плі вок ЗІҐ дозволив отримати від но сний вміст основних хімічних елементів у по вер­ х не вому шарі досліджуваних зразків, йо го за лежність від енергії імплантації (табл. 2) та встановити наявність в цьому ша рі зна­ ч ної нестехіометрії (номінальні від но шен ня хімічних елементів у ЗІҐ складають від по ві­ д но Y/Fe = 0,6 і O/Y = 4 [6]). В поверхнево му шарі плівки ЗІҐ, ім план то­ ва ної іонами Si+ з енергією 150 кеВ, виявлено збіль шення від носного вмісту кисню, над ли­ шок якого, ймовірно, накопичується в хара­ к терних ізоль ованих ділянках (порах). Іо­ ни­імплантанти Si+ в процесі опро мі нен ня, оче видно, займають такі пори, однак, ек с пе ­ ри ментальна перевірка цього при пущен ня по требує додаткових до сліджень, ос кільки ме тод РФЕС із­за невеликої ін тен си вності в діапазоні 108—112 еВ для кре м нію не дає мо жливості встановлення йо го заря до вого ста ну (зміни енергії зв’я з ку). Найбільше ін фор мації про процеси ім план тації дають В. М. ПИЛИПІВ, В. О. КОЦЮБИНСЬКИЙ, О. З. ГАРПУЛЬ, I. М. ГАСЮК ФІП ФИП PSE, 2014, т. 12, № 1, vol. 12, No. 1 41 спе ктральні характери сти ки стану оки с лен ­ ня заліза. На рис. 3 пред ставлено отри ма ні РФЕ­спе к три основного рівня Fe2p не ім­ пла н то ва ної плівки ЗІҐ та плівок, ім план то­ ваних іо нами Si+ дозою 5∙1013 см–2 в ді апазоні енер гій 100—150 кеВ. Так, у повер хневому ша рі імплантованих плі вок ЗІҐ залізо при су­ т нє в основному стані Fe3+, що видно із ха ­ ра ктерної властивості са те літної структури при енергії зв’язку Eb = 719 еВ [7]. Зміни, які спостерігаються на РФЕ­спе к­ трах для енергій імплантації іонів Si+ в ді­ а пазоні 100—140 кеВ, знаходяться в ме жах ін струментальної похибки 0,2 еВ. В той же час, ці спектри помітно відрізняються від РФЕ­спектру неімплантованої плівки ЗІҐ, що свідчить про вплив деформації в ім план то ­ ваному шарі та часткового розупорядкуван­ ня в ньому на зміну енергети ч ного спектру електронної системи ЗІҐ. Пік Fe2p3/2 при 710,3 еВ вказує на на яв ні сть іонів Fe2+ (хо­ ча ехо­сателіту в РФЕ­спе к трі не спо сте рі­ гається), які знаходяться в стру ктурі у не­ великій кількості, але, на від мі ну від Fe3+, володіють сильним спін­ор бі таль ним зв’я з­ ком, що є причиною їх знач но го впливу на еле ктронну релаксацію. Існування іонів заліза двох типів при низь кій концентрації іонів­імплантантів Si+ мо ж ливе, коли ділянки делокалізації над ли­ ш ко вих електронів, які належать різ ним іо­ нам кре мнію, не перекриті [8]. Іони Fe3+ при цьому прий ма ють участь у «вну т рішньо­мо ле кулярному» елек трон но­ му об міні Fe3+ ↔ Fe2+, і якщо n —– їх кіль­ кість, то в результаті усереднення за часом для іо нів Fe3+ реалізується стан з проміж ною ва лен т ністю Fe(3­1/n)+. Зі зростанням енергії 4,00 Е + 05 3,00 Е + 05 2,00 Е + 05 1,00 Е + 05 0,00 Е + 00 Енергія зв’язку, еВ Fe2p 01s C1s Y3d Si2p В iд но сн i о ди ни цi , % 1300 1200 1100 9001000 600 500 400 300 200 100 0800 700 Рис. 1. Оглядовий РФЕ­спектр поверхні неімплантованої плівки ЗІҐ Таблиця 1 Спектральні характеристики поверхні неімплантованого зразка Елемент Енергія зв’язку, кеВ Півширина піку, еВ Площа піку, eВ Відносний вміст, % O1s 528,98 3,68 878946,23 41,50 Y3d 156,48 4,17 603994,63 11,47 Fe2p 709,37 4,16 564732,56 5,39 C1s 283,45 3,19 306571,88 36,98 РОЗПОДІЛ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ В ПОВЕРХНЕВОМУ ШАРІ ІМПЛАНТОВАНИХ ІОНАМИ SI+ ПЛІВОК... ФІП ФИП PSE, 2014, т. 12, № 1, vol. 12, No. 142 імплантації спо сте рі гається зменшення рів­ ня ін тенсивності ехо­сателіту до рівня ін­ тен си вності ос но вної лінії, а його зникнення для випадку E = 150 кеВ свідчить про па ра­ ма г ні т ний стан заліза [9] (наявність ве ли кої кіль ко сті не магнітних сусідів) на по вер хні зра зка. Із збільшенням енергії імплантації спо стері гається зменшення півширини пі ку 2р3/2 спе ктру фотоемісії з основного рів ня Fe2p (рис. 4), яке свідчить про вплив де формації в імплантованому шарі на енерге ти ч ний спектр електронної системи ЗІҐ, що про я в­ ля ється у зниженні сили осцилято ра пе ре­ хо ду для резонансних ліній при змен шен ні 2,20Е + 04 2,00Е + 04 1,80Е + 04 1,60Е + 04 1,40Е + 04 1,20Е + 04 1,00Е + 04 725 720 715 710 705 Енергiя зв’язку, еВ Fe 20 3 Fe2p В iд но сн i о ди ни цi , % 3,00Е + 04 2,00Е + 04 0,00Е + 00 1,00Е + 04 170 165 160 155 Енергiя зв’язку, еВ Y3d Y 20 3 E bm en t В iд но сн i о ди ни цi , % Рис. 2. Поелементні РФЕ­спектри фотоемісії основного рівня 4,00Е + 04 3,00Е + 04 0,00Е + 00 2,00Е + 04 545 540 535 530 Енергiя зв’язку, еВ Y3d M et al C O 3 M et al o xi de N a K L2 (E le m en t) В iд но сн i о ди ни цi , % 2,20Е + 04 1,80Е + 04 2,00Е + 04 6,00Е + 03 8,00Е + 03 1,00Е + 04 1,20Е + 04 1,40Е + 04 1,60Е + 04 298296 294 292 290 288 286 284 282 280 Енергiя зв’язку, еВ С1s ca rb on at e C -C o r C -H ca rb id e В iд но сн i о ди ни цi , % Таблиця 2 Відносний вміст хімічних елементів в по верхневому шарі плівок ЗІҐ не ім пла н тованої та імплантованих іонами Si+ до зою 5∙1013 см–2 при різних енергіях Відносний вміст Вихідний 100 кеВ 120 кеВ 130 кеВ 150 кеВ Y/Fe 0,46 0,56 0,51 0,57 0,46 O/Y 3,62 3,18 3,06 2,94 4,28 В. М. ПИЛИПІВ, В. О. КОЦЮБИНСЬКИЙ, О. З. ГАРПУЛЬ, I. М. ГАСЮК ФІП ФИП PSE, 2014, т. 12, № 1, vol. 12, No. 1 43 се ред ньої величини деформації в шарі. Таке зменшення деформації в ім пла н то ва­ ному шарі зі збільшенням енер гії ім план то­ ваних іонів однозначно фі к су ється в рент ґе­ нівських дифракційних ви мірюваннях. Наявності технологічних до мішок Рb і Pt у всьому діапазоні енергій на оглядових РФЕ­ спектрах зразків не виявлено. ВИСНОВКИ 1. На основі аналізу за допомогою РФЕС спе ктрів емісії фотоелектронів з осно­ в них електронних рівнів з поверхні ім­ план то ваних іонами Si+ дозою 5·1013см–2 та енергіями 100—150 кеВ плівок ЗІҐ вста новлена присутність у поверхневому шарі, поряд із Fe3+, заліза в стані Fe2+ і від сутність ростових домішок Рb і Pt. 2. При імплантації Si+ з енергією 150 кеВ зро стає відносний вміст кисню, надли­ шок якого, ймовірно, на ко пичується в ха ­ рактерних областях. 3. Зафіксоване зменшення рівня ін тен си в­ но сті ехо­сателіту свідчить про при сут­ ність на поверхні зразка іонів заліза в па­ рамагнітному стані. ЛІТЕРАТУРА 1. Кендзиро Оура, Лифшиц В. Г., Сара­ нин А. А., Зотов А. В. и др. Введение в фи­ зи ку по вер хности: Пер. с англ. — М.: Наука, 2006. — 490 с. 2. De Roode W. H., Algra H. A. Annealing effects on the crystalline and magnetic properties of neon implanted garnet layers // J. Appl. Phys. — 1982. — Vol. 53(3). — P. 2507—2509. 3. Бриггс Д., М. Сих М. П. Анализ повер х но сти методами Оже­ и рентгеновс кой фотоэ ле к­ тронной спектроскопии. — М.: Мир, 1987. — 374 с. 4. Нефедов В. И. Рентгеноэлектронная спек­ тро скопия химических соединений: справо­ ч ник — М.: Химия, 1984. — 256 с. 5. Dynamical X­ray Diffractometry of the De fect Stru cture of Garnet Crystals / Pylypiv V. M., Vla dimirova T. P., Fodchuk I. M., Os ta fiy­ chuk B. K., Kyslovskyy Ye. M., Mo lod­ kin V. B., Oli kho v skii S. I., Reshetnyk O. V., Ska kunova O. S., Li zunov V. V. and Gar­ pul O. Z. // Phys. Sta tus So lidi A. — 2011. — Vol. 208, No. 11. Р. 2558—2562. 6. Watts J. F., Wolstenholme J. An in tro du ction to sur face analysis by XPS and AES. — Wiley, 2003. — 148 p. 7. Рентгенівська динамічна дифрактометрія стру ­ ктури монокристалів гранатів / Пилипів В. М., Остафійчук Б. К., Владімірова Т. П., Ки с­ лов сь кий Є. М., Молодкін В. Б., Оліховсь­ кий С. Й., Решетник О. В., Ска ку но ва О. С., Лі зу нова С. В. // Наносисте ми, на но ма те рі а ли, на нотехнології. — 2011. — Т. 9, № 2. — С. 375—408. 8. Hesse R. Unifit for Windows, Spectrum pro­ cessing, analysis and presentation sof twa re for Core Level Photoelectron Spe c tra. — Leipzig, 2007. — 284 p. 9. Вонсовский С. В. Магнетизм. — М.: Наука, 1971. — 1031 с. LІTERATURA 1. Kendziro Oura, Lifshic V. G., Saranin A. A., Zotov A. V. i dr. Vvedenie v fiziku poverhnosti: Per. s angl. — M.: Nauka, 2006. — 490 p. 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 730 725 720 715 710 705 0 Енергiя зв’язку, еВ Iн те нс ив нi ст ь, в iд н. о д. неiмплантовани 100 кеВ 120 кеВ 130 кеВ 140 кеВ 150 кеВ Fe 2p Рис. 3. РФЕ­спектри Fe2p монокристалічних плівок Y3Fe5O12 для різних енергій імплантації Si+ 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 0 100 110 120 130 140 150 Е, кеВ пi вш ир ин а (F W H M ), еВ Рис. 4. Залежність півширини піку Fe2p3/2 плівки ЗІҐ від енергії імплантації РОЗПОДІЛ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ В ПОВЕРХНЕВОМУ ШАРІ ІМПЛАНТОВАНИХ ІОНАМИ SI+ ПЛІВОК... ФІП ФИП PSE, 2014, т. 12, № 1, vol. 12, No. 144 2. De Roode W. H., Algra H. A. Annealing effects on the crystalline and magnetic properties of neon implanted garnet layers // J. Appl. Phys. — 1982. — Vol. 53(3). — P. 2507—2509. 3. Briggs D. M. Sih M. P. Analiz po verh no sti metodami Ozhe­ i ren tge novskoj fo to e le k tro n­ noj spek tro skopi. — M.: Mir, 1987. — 374 p. 4. Nefedov V. I. Rentgenoelektronnaya spek tro­ sko piya himicheskih soedinenij: spravochnik — M.: Himiya, 1984. — 256 p. 5. Dynamical X­ray Diffractometry of the De fect Stru cture of Garnet Crystals / Pylypiv V. M., Vladimirova T. P., Fodchuk I. M., Os ta fiy­ chuk B. K., Kyslovskyy Ye. M., Mo lodkin V. B., Oli kh ovskii S. I., Reshetnyk O. V., Ska ku no­ va O. S., Lizunov V. V. and Garpul O. Z. // Phys. Sta tus So lidi A. — 2011. — Vol. 208, No. 11. P. 2558—2562. 6. Watts J. F., Wolstenholme J. An in tro duction to surface analysis by XPS and AES. — Wiley, 2003. — 148 p. 7. Rentgenіvs’ka dinamіchna difraktometrіya stru kturi monokristalіv granatіv / Pilipіv V. M., Ostafіjchuk B. K, Vladіmіrova T. P., Kis lo v­ s’kij Є. M., Molodkіn V. B., Olіhovs’kij S. J., Reshetnik O. V., Skakunova O. S., Lі zu no­ va S. V. // Nanosistemi, nanomaterіali, na­ no te h nologії. — 2011. — Vol. 9, No. 2. — P. 375—408. 8. Hesse R. Unifit for Windows, Spectrum pro­ ces sing, analysis and presentation so f tware for Co re Level Photoelectron Spe ctra. — Leipzig, 2007. — 284 p. 9. Vonsovskij S. V. Magnetizm. — M.: Nauka, 1971. — 1031 p.

Ähnliche Einträge