Selbstorganisierte Oberflächenmuster auf Germanium durch schwere Clusterionen

通过重簇离子在锗上自组织表面图案

• 批准号: 182065349
• 负责人: Dr. Lothar Bischoff
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Units
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2009-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/182065349?language=en
• 关键词: Selbstorganisierte; Oberfl; chenmuster; auf; Germanium

Ionenstrahlinduzierte Oberflächenstrukturen von bisher nicht erreichter Qualität wurden Ende 2009 am FZD bei der Untersuchung der Oberflächenerosion von Ge mit schweren Bi2+ und Bi3++ Ionen-Clustern gefunden. Die neue Qualität betrifft die sehr gute Nahordnung und die große Amplitude der „Dot“-Muster, die für elementare Halbleiter deutlich über dem bisher Erreichten liegt. Das implantierte Bi ist in den Dots angereichert. Auch ein qualitativer Sprung wird bei der Cluster-Ionenerosion beobachtet: Während bei senkrechter Fokussed-Ion- Beam-Bestrahlung mit Bi+-Ionen die Ge-Oberflächenschicht die bekannte amorphe Schwammstruktur erhält, finden wir mit Bi3++-Clustern bei gleicher Energie pro Bi-Atom (> 10 keV) selbstorganisierte, kristalline „Dots“, deren Abstand untereinander weniger als 50 nm beträgt und die 30-40 nm hoch sind. Diese Art der Selbststrukturierung wird also durch einen Bi-Clustereffekt dominiert, nicht durch Einzelatom-Ioneneinschläge. Im Gegensatz zur regulären Selbststrukturierung von Ge mit 3-4 nm flachen Löchern durch Beschuss mit 5 keV Ga-Einzelionen sind Modellvorstellungen, die zur Bradley-Harper- bzw. zur Kuramoto-Sivashinsky-Gleichung führen, im vorliegenden Fall nicht unmittelbar anwendbar.Erste theoretische Analysen zeigen, dass die durch die Stoßkaskade deponierte Energiedichte einen Schwellwert überschreiten muss, um den neuartigen Selbststrukturierungsprozess auszulösen. Der Schwellwert koinzidiert mit der benötigten Energie zum Schmelzen des Ge, d. h. jeder Bi-Clustereinschlag erzeugt einen „Ge- Schmelzpool“ von einigen 100 nm3. Unsere erste Modellvorstellung erklärt die Bi- Konzentrierung in „Punkte“ durch eine Bi-Ge-Entmischung der Oberflächenschicht mittels wiederholter Bi-Segregation in den erstarrenden Schmelzpools. Die topografische Aufwölbung in den „Punkten“ wird durch die ca. 5%-ige Ge-Volumenänderung beim Schmelzen bewirkt. Die stark Bi-konzentrationsabhängigen Schmelztemperatur des Ge führt zu einem asymmetrischen Erstarren der Schmelzpools und wegen der Volumenänderung zu einem Ge-Massentransport in Richtung hoher Bi-Konzentration. Die Bi-Clusterinduzierte extrem schnelle Schmelz-Erstarrungskinetik kleinster Volumina ist auch ein einzigartiges Modellsystem für GeTe-basierte Phase-Change-Memories.

Ionenstrahlinduzierte Oberflächenstrukturen von Bisher nichter erichter Quigität Wurden Ende 2009 am FZD be der Untersusuung der Oberflächenerosion von GE MIT Schware Bi2+and Bi3+Ionen-Clustein gefunden.他说：“这是一件非常重要的事情，因为这是一件非常重要的事情。”这是一种很好的治疗方法。这样的质量学是在团簇-离子注入的基础上得到的：Während be Senkrechter Fokussed-Ion-Beam-Bestrahung MIT Bi+-Ionen die Ge-Oberflächenschicht die bekannte amorphe Schwammstruktur erhält，finded Wire Mit Bi3+-Clustein Be Gleicher Gleicher ProBiAtom(&GT；10kev)selbsteogierte，晶体“Dotts”，Deren Abstand Untereander Win Ger ALS 50 nm BeträTäTäh in dind.自我发展的艺术也有自己的两个集群式的统治，不会有任何的变化。我是Gegensatz zur regulären Selbststrukturierung von GE MIT 3-4 nm flachen Löchn duch Beschuss Mit 5kev Ga-Einzelionen sind modellvorstellungen，die zur Bradley-Harper-bzw.zur Kuramoto-Sivashinsky-Gleichung führen，in vvliegegenden fall night unmittelbar and wendbar.Erste Theoretische Analytische Analysen zeigen，dass die die ch Sto？Kaskade deseronite Energiedonite Energiedonite Schwertüberschreiten s，um zur Bradley-Harper-bzww.zur Kuramoto-Sivashinsky-Gleichung führen，im vliegegenn For Net Net unmittel unmitbar and wendbarlölen.Der Schwell wert koinzdiert MIT der Benötigten Energie zum schmelzen des GE，D.H.Jeder BiClusterinschlag erzeugt einen“GE-Schmelzpool”von einigen 100 Nm 3.在“Punkte”duch eine Bige-Ge-Entmischung der Oberflächenschicht Mittttholter BI-Ge-Entmischung der Oberflächenschicht Mtttttholter Wderholter By-Separation in den erstarrenden Schmelzpool中，Unsere Erste modellvorstellung Erklärt die Biklärt die-Konzentrierung in“Punkte”duch eine bi-ge-Entmischung der Oberflächenschht Mitttchung der Oberflächenschicht Mttmischung der Oberflächenschht Mitttttholter更广泛地保持着施梅尔茨池的双重隔离。在洞穴“Punkten”的拓扑学Aufwölbung将持续死亡约5%-ige GE-Volumenänderung bem schmelzen beirkt。这两个国家的两个国家都是不对称的，不对称的是两个国家之间的运输。在Einzigartiges Model System für Gete-Basierte相变存储器中，这是一个很重要的概念。