СПЕКТРЫ ПРОПУСКАНИЯ И ОТРАЖЕНИЯ ОКСИДА ЦИНКА, ИМПЛАНТИРОВАННОГО ИОНАМИ КОБАЛЬТА С ВЫСОКОЙ ДОЗОЙ
Аннотация
Представлены оптические спектры пропускания и отражения монокристаллических пластинок оксида цинка (ZnO), имплантированного ионами Co+ с энергией 40 кэВ и высокими дозами (0.5-1.5) × 1017 см-2. В спектрах пропускания наблюдаются снижение пропускания с ростом дозы имплантации, а также сдвиг края оптического пропускания в длинноволновую область и три полосы поглощения в диапазоне 550-680 нм. Полосы и их положения характерны для оптически активных ионов Со2+, находящихся в позициях замещения катионов цинка в матрице ZnO. Коэффициент отражения при регистрации с имплантированной стороны пластинки ZnO монотонно возрастает с увеличением дозы. Как в исходных, так и в имплантированных пластинках ZnO при регистрации спектров отражения c обратной (необлученной) стороны наблюдается характерная структура при λ = 375 нм, обусловленная экситонным отражением. Моделирование величин пропускания и отражения света в имплантированных кобальтом образцах ZnO проведено в рамках трехслойной модели, в которой первый поверхностный слой содержит нановключения кобальта, второй, более заглубленный слой представляет собой твердый раствор замещения ионов кобальта в матрице ZnO, третий слой - оставшаяся, необлученная часть пластинки ZnO. В результате моделирования определены эффективные показатели преломления двух слоев ZnO, содержащих имплантированную примесь кобальта в различных фазовых состояниях.
Ключевые слова
При поддержке: А. И. Гумаров благодарит за финансовую поддержку Российский фонд фундаментальных исследований (грант №18-32-01039 мол_а). Эксперименты по ионной имплантации проведены в рамках государственного задания КФТИ ФИЦ КазНЦ РАН №АААА-А18-118041760011.
Об авторах
Ю. А. Бумай
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
220013, Минск, просп. Независимости, 65
Беларусь
220013, Минск, просп. Независимости, 65
В. Ф. Валеев
Казанский физико-технический институт им. Е. К. Завойского ФИЦ Казанский научный центр Российской АН
Россия
Казань, 420029
Россия
Казань, 420029
В. И. Головчук
Белорусский государственный университет
Беларусь
Минск, 220050
Беларусь
Минск, 220050
А. И. Гумаров
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия
Казань, 420008
Россия
Казань, 420008
М. Г. Лукашевич
Белорусский государственный университет
Беларусь
Минск, 220050
Беларусь
Минск, 220050
В. И. Нуждин
Казанский физико-технический институт им. Е. К. Завойского ФИЦ Казанский научный центр Российской АН
Россия
Казань, 420029
Россия
Казань, 420029
В. Б. Оджаев
Белорусский государственный университет
Беларусь
Минск, 220050
Беларусь
Минск, 220050
А. А. Харченко
Белорусский государственный университет
Беларусь
Минск, 220050
Беларусь
Минск, 220050
Р. И. Хайбуллин
Казанский физико-технический институт им. Е. К. Завойского ФИЦ Казанский научный центр Российской АН
Россия
Казань, 420029
Россия
Казань, 420029
Список литературы
1. U. Ozgur. J. Appl. Phys., 98 (2005) 041301
2. C. Klingshirn. Phys. Status Solidi B, 247, N 6 (2010) 1424—1447
3. А. А. Харченко, Ю. А. Бумай, А. И. Гумаров, М. Г. Лукашевич, В. И. Нуждин, Р. И. Хайбуллин, В. Б. Оджаев. Вестн. Бел. гос. ун-та, Сер. 1. Физ. Мат. Информ., № 1 (2014) 20—25
4. А. И. Гумаров, В. Ф. Валеев, В. И. Головчук, Н. М. Лядов, М. Г. Лукашевич, В. И. Нуждин, Л. Р. Тагиров, А. И. Файзрахманов, Р. И. Хайбуллин. Материалы 12-й междунар. конф. ВИТТ-2017, 19—22 сентября 2017 г., Минск, Беларусь (2017) 231—233
5. A. A. Achkeev, R. I. Khaibullin, L. R. Tagirov. Phys. Sol. State, 53, N 3 (2011) 543—553
6. J. J. Wu, W. S. C. Liu, M. H. Yang. Appl. Phys. Lett., 85 (2004) 1027
7. M. Naeem, S. K. Hasanain, A. Mumtaz. J. Phys: Cond. Matter, 20025210 (2008) 97
8. G. P. Joshi, N. S. Sahena, R. Mandal, A. Mishra, T. P. Sharma. Dull. Nat. Sci. Ind. Acad. Sci., 26, N 9 (2003) 378
9. A. E. Manouni, M. Tortosa, F. J. Manjon. Microelectron. J., 40 (2009) 268—271
10. С. J. Cong, J. H. Hong, K. J. Zhang. Mater. Chem. Phys., 113 (2009) 435—440
11. P. Koidl. Phys. Rev. B, 15 (1977) 2493—2499
12. А. Л. Степанов. Опт. и спектр., 89, № 3 (2000) 444—449
13. А. Л. Степанов, Д. Холе, В. Н. Попок. Письма в ЖЭТФ, 27, № 13 (2001) 57—63
14. A. Y.-C. Yu, N. M. Donovan, W. E. Spicer. Phys. Rev., 167, N 3 (1968) 670—673
15. D. J. Thomas. J. Phys. Chem. Sol., 15 (1960) 86—96
16. Ю. А. Бумай, В. С. Волобуев, В. Ф. Валеев, Н. И. Долгих, М. Г. Лукашевич, Р. И. Хайбуллин, В. И. Нуждин, В. Б. Оджаев. Журн. прикл. спектр., 79, № 5 (2012) 781—787 [U. A. Boomу, V. S. Volobuev, V. F. Valeev, N. I. Dolgikh, M. G. Lukashevich, R. I. Khaibullin, V. I. Nuzhdin, V. B. Odzhaev. J. Appl. Spectr., 79 (2012) 773—779]
17. В. И. Головчук, А. И Гумаров, Ю. А. Бумай, В. Ф. Валеев, М. Г. Лукашевич, В. И. Нуждин, В. Б. Оджаев, А. А. Харченко, Р. И. Хайбуллин. Cб. докл. VIII Междунар. науч. конф., “Взаимодействие излучений с твердым телом”, Минск, 24—28 сентября 2018 г., в 3-х т., Т. 1. ГНПО “ГНПЦ НАН Беларуси по материаловедению”, Минск, Ковчег (2018) 192—194
18. U. Kreibig, M. Vollmer. Optical Properties of Metal Clusters, Berlin, Springer, Verlag (1995) 275—436
19. N. Kishimoto, Y. Takeda, N. Umeda, V. T. Crityna, Lee Saito. Nucl. Instr. Meth., 166B (2000) 840—844
Рецензия
Для цитирования:
Бумай Ю.А., Валеев В.Ф., Головчук В.И., Гумаров А.И., Лукашевич М.Г., Нуждин В.И., Оджаев В.Б., Харченко А.А., Хайбуллин Р.И. СПЕКТРЫ ПРОПУСКАНИЯ И ОТРАЖЕНИЯ ОКСИДА ЦИНКА, ИМПЛАНТИРОВАННОГО ИОНАМИ КОБАЛЬТА С ВЫСОКОЙ ДОЗОЙ. Журнал прикладной спектроскопии. 2019;86(6):925-931.
For citation:
Bumai Yu.A., Valeev V.F., Golovchuk V.I., Gumarov A.I., Lukashevich M.G., Nuzhdin V.I., Odzhaev V.B., Kharchenko A.A., Khaibullin R.I. TRANSMISSION AND REFLECTION SPECTRA OF ZINC OXIDE IMPLANTED WITH A HIGH DOSE OF COBALT IONS. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2019;86(6):925-931. (In Russ.)
Просмотров: 425
Послать статью по эл. почте 