zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1840Research ArticleОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫOPTICAL MATERIALSТонкопленочное покрытие с пониженным коэффициентом оптического отражения на основе слоя нанопористого германияThin-Film Coating with Reduced Optical Reflection Coefficient Based on Germanium Nanoporous Layerhttps://orcid.org/0000-0001-5101-1808СтепановА. Л.StepanovA. L.

Казань

Kazan

aanstep@gmail.comРоговА. М.RogovA. M.

Казань

Kazan

СотниковаВ. Ф.SotnikovaV. F.

Казань

Kazan

ВалеевВ. Ф.ValeevV. F.

Казань

Kazan

НуждинВ. И.NuzhdinV. I.

Казань

Kazan

КоноваловД. А.KonovalovD. A.

Казань

Kazan

Казанский физико-технический институт им. Е. К. Завойского ФИЦ “Казанский научный центр РАН”Zavoisky Physical-Technical Institute, FRC “Kazan Scientific Center of RAS”202526092025925674678Copyright © Степанов А.Л., Рогов А.М., Сотникова В.Ф., Валеев В.Ф., Нуждин В.И., Коновалов Д.А., 20252025Степанов А.Л., Рогов А.М., Сотникова В.Ф., Валеев В.Ф., Нуждин В.И., Коновалов Д.А.Stepanov A.L., Rogov A.M., Sotnikova V.F., Valeev V.F., Nuzhdin V.I., Konovalov D.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1840

Предложен метод получения покрытия с пониженным коэффициентом оптического отражения на основе нанопористых слоев германия (Ge), основанный на имплантации ионами 209Bi++ монокристаллического c-Ge при энергии E = 72 кэВ, плотности тока в ионном пучке J = 5 мкA/см2 и интервале доз D = 1.3 ꞏ 1015—2.5 >ꞏ 1016 ион/см2. Установлено, что, начиная с D = 6.2 · 1015 ион/см2, формируется вспученный губчатый слой Bi:PGe толщиной порядка 100 нм, состоящий из тонких переплетающихся нанонитей Ge, который не меняет свои морфологические особенности с ростом D. Данный слой характеризуется низким коэффициентом оптического отражения (< 3 %) в видимом диапазоне спектра.

A method for producing a coating with a reduced optical reflectivity coefficient based on nanoporous Ge layers by implantation of monocrystalline c-Ge with 209Bi++ ions at an energy of E = 72 keV, a current density of J = 5 μA/cm2 and a dose interval of D = 1.3 ꞏ 1015—2.5 ꞏ 1016 ion/cm2 is proposed. It is found that starting from D = 6.2 ꞏ 1015 ion/cm2, an swelling spongy Bi:PGe layer with a thickness of about 100 nm is formed. This layer consists of thin intertwined Ge nanowires, which does not change morphological features with the increasing of values D. The layer is characterized by a low optical reflectivity coefficient (< 3%) in the visible spectral range.

нанопористый германийимплантация ионами висмутаантиотражающее оптическое покрытиеnanoporous germaniumbismuth ion implantationantireflection optical coatingРабота выполнена в рамках проекта РНФ № 25-29-00022.ReferencesZ. Zhou, W. Liu, Y. Guo, H. Huang, X. Ding. Coatings, 12 (2022) 1653(1—13), doi: 10.3390/coatings12111653Z. Zhou, W. Liu, Y. Guo, H. Huang, X. Ding. Coatings, 12 (2022) 1653-1 – 1653-13, doi: 10.3390/coatings12111653D. Cavalcoli, M. A. Fazio. Mater. Sci. Semicond. Process., 92 (2019) 28—38, doi: 10.1016/j.mssp.2018.05.027D. Cavalcoli, M.A. Fazio. Mater. Sci. Semicond. Process., 92 (2019) 28-38, doi: 10.1016/j.mssp.2018.05.027J. Song, S. Yuan, C. Cui, Y. Wang, Z. Li, A. X. Wang, C. Zeng, J. Xia. Nanophotonics, 10 (2021) 1081-1087, doi: 10.1515/nanoph-2020-0455J. Song, S. Yuan, C. Cui, Y. Wang, Z. Li, A.X. Wang, C. Zeng, J. Xia. Nanophotonics, 10 (2021) 1081-1087, doi:: 10.1515/nanoph-2020-0455S. An, Y. Liao, S. Shin, M. Kim. Adv. Mater. Technol., 7 (2022) 2100912(1—7), doi: 10.1002/admt.2021100912S. An, Y. Liao, S. Shin, M. Kim. Adv. Mater. Technol., 7 (2022) 2100912-1 - 2100912-7, doi: 10.1002/admt.2021100912C. Ji, W. Liu, Y. Bao, X. Chen, G. Yang, B. Wei, F. Yang, X. Wang. Photonics, 9 (2022) 906(1—22), doi: 10.3390/photonics9120906C. Ji, W. Liu, Y. Bao, X. Chen, G. Yang, B. Wei, F. Yang, X. Wang. Photonics, 9 (2022) 906-1 – 906-22, doi: 10.3390/photonics9120906K. Wang, Y. Zhang, J. Chen, Q. Li, F. Tang, X. Ye, W. Zheng, Coatings, 14 (2024) 262(1—12), doi: 10.3390/coatings14930262K. Wang, Y. Zhang, J. Chen, Q. Li, F. Tang, X. Ye, W. Zheng, Coatings, 14 (2024) 262-1 – 261-12, doi: 10.3390/coatings14930262Y. Chen, C. Zhang, Z. Yi, J. Wu, Y. Zhang, L. Bian, L. Liu, X. Ye, H. Yang, H. Li. Solar Energy Mater. Solar Cell, 248 (2022) 112005(1—10), doi: 10.1016/j.solmat.2022.112005Y. Chen, C. Zhang, Z. Yi, J. Wu, Y. Zhang, L. Bian, L. Liu, X. Ye, H. Yang, H. Li. Solar Energy Mater. Solar Cell, 248 (2022) 112005-1 – 112005-10, doi: 10.1016/j.solmat.2022.112005А. Л. Степанов, В. И. Нуждин, А. М. Рогов, В. В. Воробьев. Формирование слоев пористого кремния и германия с металлическими наночастиами, Казань, ФИЦПРЕСС (2019)А.Л. Степанов, В.И. Нуждин, А.М. Рогов, В.В. Воробьев. Формирование слоев пористого кремния и германия с металлическими наночастиами, Казань, ФИЦПРЕСС 2019D. P. Datta, T. Som. Solar Energy, 223 (2021) 367—375, doi: 10.1016/j.solener.2021.05.016D.P. Datta, T. Som. Solar Energy, 223 (2021) 367-375, doi: 10.1016/j.solener.2021.05.016R. Böttger, K.-H. Heinig, L. Bischoff. Appl. Phys. A, 113 (2013) 53—59, doi: 10.1007/s00339-0137911-0А.Л. Степанов, В.И. Нуждин, В.Ф. Валеев, А.М. Рогов, Д.А. Коновалов. Поверхность.Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 7 (2024) 83-90, doi: 10.31857/S1028096024070119 [A.L. Stepanov, V.I. Nuzhdin, V.F. Valeev, A.M. Rogov, D.A. Konovalov. J. Surf. Investigation 18 (2024) 834-840, doi: 10.1134/S1027451024700526 ]А. Л. Степанов, В. И. Нуждин, В. Ф. Валеев, А. М. Рогов, Д. А. Коновалов. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 7 (2024) 83—90, doi: 10.31857/S1028096024070119 [A. L. Stepanov, V. I. Nuzhdin, V. F. Valeev, A. M. Rogov, D. A. Konovalov. J. Surf. Investigation, 18 (2024) 834—840], doi: 10.1134/S1027451024700526R. Böttger, K.-H. Heinig, L. Bischoff. Appl. Phys. A, 113 (2013) 53-59, doi: 10.1007/s00339-013-7911-0A. L. Stepanov, V. A. Zhikharev, D. E. Hole, P. D. Townsend, I. B. Khaibullin. Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B, 166 (2000) 26—30, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168583X99006412A.L. Stepanov, V.A. Zhikharev, D.E. Hole, P.D. Townsend, I.B. Khaibullin. Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B, 166 (2000) 26-30, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168583X99006412T. M. Donovan, W. E. Spicer, J. M. Bennett, E. J. Ashley. Phys. Rev. B, 2 (1970) 397—413T.M. Donovan, W.E. Spicer, J.M. Bennett, E.J. Ashley. Phys. Rev. B, 2 (1970) 397-413Я. Тауц. УФН, 94, № 3 (1968) 501—534 [J. Tauc. Progr. Semiconductors, 9 (1965) 89—122], doi: 10.3367/UFNr.0094.196803e.0501Я. Тауц. УФН, 94, № 3 (1968) 501-534, doi: 10.3367/UFNr.0094.196803e.0501 [J. Tauc. Progr. Semiconductors 9 (1965) 89-122]H. Liu, S. Li, P. Sun, X. Yang, D. Liu, Y. Ji, F. Zhang, D. Chen, Y. Cui. Mater. Sci. Semicond. Processing, 83 (2018) 58—62, doi: 10.1016/j.mssp.2018.04.019H. Liu, S. Li, P. Sun, X. Yang, D. Liu, Y. Ji, F. Zhang, D. Chen, Y. Cui. Mater. Sci. Semicond. Processing, 83 (2018) 58-62, doi: 10.1016/j.mssp.2018.04.019S. Koffel, P. Scheiblin, A. Claverie, G. Benassayag. J. Appl. Phys., 105 (2009) 13528(1—6), doi: 10.1063/1.3041653S. Koffel, P. Scheiblin, A. Claverie, G. Benassayag. J. Appl. Phys., 105 (2009). 13528-1 - 13528-6, doi: 10.1063/1.3041653M. Steglich, T. Kasebier, E.-B. Kley, A. Tunnermann. Appl. Phys., A, 122 (2016) 836(1—5), doi: 10.1007/s00339-016-0318-yM. Steglich, T. Kasebier, E.-B. Kley, A. Tunnermann. Appl. Phys. A, 122 (2016) 836-1 -836-5, doi: 10.1007/s00339-016-0318-yA. L. Stepanov, B. F. Farrakhov, Ya. V. Fattakhov, A. M. Rogov, D. A. Konovalov, V. I. Nuzhdin, V. F. Valeev. Vacuum, 186 (2021) 110060(1—5), doi: 10.1016/j.vacuum.2021.110060K. Chen, J. Isometsa, T.P. Pasanen, V. Vahanissi, H. Savin. Nanotechnology, 32 (2021) 35301-1 -35301-7, doi: 10.1088/1361-6528/abbeacK. Chen, J. Isometsa, T.P. Pasanen, V. Vahanissi, H. Savin. Nanotechnology, 32 (2021) 35301(1—7), doi: 10.1088/1361-6528/abbeacK. Chen, J. Isometsa, T.P. Pasanen, V. Vahanissi, H. Savin. Nanotechnology, 32 (2021) 35301(1—7), doi: 10.1088/1361-6528/abbeac

The authors declare that there are no conflicts of interest present.