Формирование композиционного материала на основе GeSi с наночастицами Ag методом ионной имплантации

Представлены результаты сравнительного исследования структурных и оптических свойств композиционных слоев, сформированных имплантацией монокристаллического кремния ($c$-Si) ионами Ge$^{+}$ (40 keV /1 $\cdot$ 10$^{17}$ ion/cm$^{2}$), Ag$^{+}$ (30 keV / 1.5 $\cdot$ 10$^{17}$ ion/cm$^{2}$), а также последовательным облучением Ge$^{+}$ и Ag$^{+}$. Установлено, что внедрение ионов Ge$^{+}$ приводит к образованию мелкозернистого аморфного поверхностного слоя Ge : Si толщиной 60 nm с размером отдельных зерен 20–40 nm. При имплантации $c$-Si ионами Ag$^{+}$ сформирована субмикронная пористая аморфная структура $a$-Si толщиной $\sim$50 nm, содержащая ионно-синтезированные наночастицы Ag. Показано, что внедрение ионов Ag$^{+}$ в слой Ge : Si стимулирует образование пор с наночастицами Ag с более однородным распределением по размерам. В спектрах отражения имплантированных слоев Ag : Si и Ag : GeSi наблюдалось резкое снижение интенсивности в ультрафиолетовой области (220–420 nm) относительно c-Si более, чем на 50% вследствие аморфизации и структуризации его поверхности. Образование наночастиц Ag в имплантированных слоях сопровождалось появлением в оптических спектрах селективной полосы плазмонного резонанса с максимумом при $\sim$820 nm. Впервые на практике показаны технологические пути получения нового композиционного материала на основе GeSi с наночастицами Ag.