Влияние размерного эффекта на кластерную ионную эмиссию наноструктур кремния

Проведено изучение размерного эффекта, приводящего к увеличению эмиссии многоатомных кластерных ионов из наноструктур кремния по сравнению с макроскопическим образцом. Впервые для этих целей были использованы периодические структуры с шириной гребней $10$ и $50$ нм, изготовленные методом электронно-лучевой литографии с последующим плазмохимическим травлением. Показано, что для структур с эффективной шириной гребня, соизмеримой с величиной среднего проективного пробега бомбардирующего иона висмута в кремнии, выход многоатомных кластерных ионов значительно превосходит аналогичный показатель для макроскопических образцов, например, для $^{28}$Si$^-_{10}$ $(280 m/z)$ более, чем в $5$ раз. Этот эффект объяснен частичным ограничением каналов диссипации энергии, выделяемой бомбардирующим ионом в объеме структуры, что стимулирует более эффективное развитие каскадов нелинейных столкновений в таком объеме и в итоге активизирует выход многоатомных кластерных ионов.