Selbstorganisierte Oberflächenmuster auf Germanium durch schwere Clusterionen

2009年年底，在对带有Bi 2+和Bi 3 ++离子的Ge进行Oberflächenerosion试验时，离子束Oberflächenstrukturen von bisher nicht erreichter Qualität wurden Ende 2009 am FZD。Die neue Qualität betrifft die sehr gute Nahordnung und die greße Amplitude der“Dot”-Muster，die für elementare Halbleiter deutlich über dem bisher Erreichten liegt.植入物是在愤怒的圆点中。也可以观察到一种定性的离子束电离现象：采用Bi ~（3 ++）-离子束进行聚焦离子束辐射，可以形成一种非晶态的Schwammstruktur结构，我们发现Bi ~（3 ++）-离子束在Bi原子（> 10 keV）自组织的快速能量中，晶体“Dots”的吸收波长为50 nm，而30-40 nm则更高。这种自我结构的艺术也会通过一种双折射效应来控制，而不是通过一种离子束。在Bradley-Harper- bzw上，用5 keV的Ga-离子束对3-4 nm波长的Ge进行调节，形成了一个模型。Kuramoto-Sivashinsky-Gleichung führen，im vorliegenden Fall nicht unmittelbar anwendbar.第一个理论分析指出，由于Stoss kaskade deponierte energiestroke einen Schwellwert überschreiten muss，um den neuartigen Selbststrukturierungsprozess auszulösen。Der Schwellwert koinzidiert mit der benötigten Energie zum Schmelzen des Ge，d. H.在100 nm 3处形成一个“Ge- Schmelzpool”。我们第一次在“朋克”中建立双种族隔离模式是通过一个在早期的施梅尔茨池中建立双种族隔离的地区。在“朋克”中的地形图将通过这种方式进行绘制。5%-ige Ge-Volumenänderung beim Schmelzen beautiful kt. Ge的明显的双浓度梯度温度导致了梯度池的不对称性，并导致了双浓度梯度下Ge的质量传输。双稳态工业极端Schmelz-Erstarrungskinetik小体积也是一个GeTe基相变存储器的模型系统。

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.