Electron-beam recording of surface structures on As-S-Se chalcogenide thin films

Л. Ревуцька; О. Шиленко; А. Стронський; В. Команицький; В. Біланич

doi:10.15330/pcss.21.1.146-150

Автор(и)

Л. Ревуцька Національний технічний університет України "Київський Політехнічний Інститут ім. І.Сікорського"
О. Шиленко Університет Павла Йозефа Шафарика
А. Стронський Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України
В. Команицький Університет Павла Йозефа Шафарика
В. Біланич Ужгородський національний університет

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.21.1.146-150

Ключові слова:

халькогенідні тонкі плівки, опромінення електронним пучком, поверхневі наноструктури

Анотація

Досліджено вплив опромінення електронним пучком на аморфну халькогенідну плівку As₃₈S₃₆Se₂₆. Було виявлено утворення конусів з гауссовим профілем на поверхнях плівок після локального опромінення електронами. Проаналізовано залежність висоти поверхневих наноструктур від дози опромінення. Для пояснення електронно-індукованих явищ поверхневої структуризації аморфних плівок As₃₈S₃₆Se₂₆використана модель акумулювання заряду в області взаємодії плівки та електронного пучка. Визначені часи релаксації зарядів, глибина проникнення електронного пучка в плівку, початкова та інверсна дози.

Посилання

K. Shportko, L. Revutska, O. Paiuk, J. Baran, A. Stronski, A. Gubanova, E. Venger, Compositional dependencies in the vibrational properties of amorphous Ge-As-Se and Ge-Sb-Te chalcogenide alloys studied by Raman spectroscopy, Opt. Mater. (Amst) 73, 489–496 (2017) (https://doi.org/10.1016/j.optmat.2017.08.042).

A. Stronski, L. Revutska, A. Meshalkin, O. Paiuk, E. Achimova, A. Korchovyi, K. Shportko, A.Y. Gudymenko, A. Prisacar, A. Gubanova, G. Triduh, Structural properties of Ag–As–S chalcogenide glasses in phase separation region and their application in holographic grating recording, Opt. Mater. (Amst) 94, 393–397 (2019) (https://doi.org/10.1016/j.optmat.2019.06.016).

A. Stronski, T. Kavetskyy, L. Revutska, I. Kaban, K. Shportko, J. Baran, M. Trzebiatowska, Stoichiometric deviations in bond distances in the mixed As2S3-As2Se3 system: Raman spectroscopy and EXAFS studies, J. Non. Cryst. Solids. 521, 119533 (2019) (https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.119533).

M.A. Popescu, Non-Crystalline Chalcogenides (Kluwer Academic, Boston, 2000).

A. V Stronski, M. Vlcek, A. Sklenar, P.E. Shepeljavi, S.A. Kostyukevich, Application of As40S60-xSex layers for high-effciency grating production, J. Non. Cryst. Solids. 266–269 973–978 (2000) (https://doi.org/10.1016/S0022-3093(00)00032-6).

O.M. Efimov, L.B. Glebov, K.A. Richardson, E. Van Stryland, Waveguide writing in chalcogenide glasses by a train of femtosecond laser pulses, Opt. Mater. (Amst) 17 379–386 (2001) (https://doi.org/10.1016/S0925-3467(01)00062-3).

M. Asobe, K. Suzuki, T. Kanamori, K. Kubodera, Nonlinear refractive index measurement in chalcogenide glass fibers by selfphase modulation, Appl. Phys. Lett. 60, 1153–1154 (1992) (https://doi.org/10.1063/1.107388).

A. Saliminia, A. Villeneuve, T. V Galstyan, S. Larochelle, K. Richardson, First- and Second-Order Bragg Gratings in Single-Mode Planar Waveguides of Chalcogenide Glasses, J. Light. Technol. 17, 837–842 (1999) (https://doi.org/10.1109/50.762901).

A.V. Stronski, M. Vlcek, Imaging properties of As40S40Se20 layers, Opto-Electronics Rev. 8, 263–267 (2000).

M. Vlcek, A. V Stronski, A. Sklenar, T. Wagner, S.O. Kasap, Structure and imaging properties of As40S60-xSex glasses, J. Non. Cryst. Solids. 266–269, 964–968 (2000).

A. V Stronski, M. Vlcek, P.F. Oleksenko, Fourier Raman spectroscopy studies of the As40S60-xSex glasses, Semicond. Physics, Quantum Electr. Optoelectron. 4, 210–213 (2001).

M. V Sopinskyy, P.E. Shepeliavyi, A. V Stronski, E.F. Venger, Ellipsometry and AFM study of post-deposition transformation in vacuum-evaporated As-S-Se films, J. Optoelectron. Adv. Mater. 7, 2255–2266 (2005).

J. Teteris, Amorphous As–S–Se semiconductor resists for holography and lithography, J. Non. Cryst. Solids. 299–302, 978–982 (2002).

M. Reinfelde, R. Grants, J. Teteris, Photoinduced mass transport in amorphous As-S-Se films, Phys. Status Solidi C 9, 2586–2589 (2012) (https://doi.org/10.1002/pssc.201200433).

M. Reinfelde, J. Teteris, I. Kuzmina, Amorphous As-S-Se films for holographic recording, in: SPIE Adv. Opt. Devices, Technol. Med. Appl., 2003: pp. 125–132.

V. Kuzma, V. Bilanych, M. Kozejova, D. Hlozna, A. Feher, V. Rizak, V. Komanicky, Study of dependence of electron beam induced surface relief formation on Ge- As-Se thin films on the film elemental composition, J. Non. Cryst. Solids (2016) (https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2016.10.033).

V. Bilanych, V. Komanicky, M. Kozejova, A. Feher, A. Kovalcikova, F. Lofaj, V. Kuzma, V. Rizak, Surface pattering of Ge–As–Se thin films by electric charge accumulation, Thin Solid Films 616, 86–94 (2016) (https://doi.org/10.1016/j.tsf.2016.07.073).

O. Shylenko, V. Bilanych, A. Feher, V. Rizak, V. Komanicky, Evaluation of sensitivity of Ge9As9Se82 and Ge16As24Se60 thin fi lms to irradiation with electron beam, J. Non. Cryst. Solids 505, 37–42 (2019) (https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2018.10.042).

K. Kanaya, S. Okayama, Penetration and energy-loss theory of electrons in solid targets, J.Phys. D 5, 43–58 (1972) (https://doi.org/10.1088/0022-3727/5/1/308).

E. R. Barney, N. S. Abdel-Moneim, J. J. Towey, J. Titman, J. E. McCarthy, H. T. Bookey, A. B. Seddon, Correlating structure with non-linear optical properties in xAs40Se60•(1−x)As40S60 glasses. Physical Chemistry Chemical Physics 17(9), 6314–6327 (2015) (https://doi.org/10.1039/c4cp05599c).