Разработана технология получения тонких слоев нанопористого Ge (PGe) с различной морфологией при помощи низкоэнергетический высокодозовой ионной имплантации. Методом сканирующей электронной микроскопии высокого разрешения показано как морфология PGe зависит от массы внедряемых ионов переходных металлов (⁵²Cr⁺, ⁵⁵Mn⁺, ⁵⁶Fe⁺, ⁵⁹Ni⁺, ⁶³Cu⁺, ¹⁰⁸Ag⁺, ¹²²Sb⁺). Полученные результаты продемонстрированы на конкретном примере ионной имплантации монокристаллических пластин c-Ge при энергии 30-40 кэВ и дозе 5.0⋅10¹⁶ ион/см². Установлено что морфология слоев PGe с ростом массы облучаемого иона меняет свою структуру от лабиринтовой, дырочной, мембранной, трёхмерной сетчатой до губчатой c нанонитями. Тонкие слои PGe различной морфологии могут найти применение в качестве элементов солнечных батарей в ближней ИК области, электродов ионно-литиевых аккумуляторов, каркасных структур для культивирования бактерий и биопленок в биомедицинских исследованиях, сенсоров с усиленным сигналом комбинационного рассеяния и др.

Рис.1 Слои нанопористого германия различной морфологии

Публикации:

1. A.M. Rogov, V.I. Nuzhdin, V.F. Valeev, A.L. Stepanov, Formation of porous germanium layers with various surface morphology in dependence on mass of implanted ions, Composites Comm. 19 (2020) 6 (Scopus - Q1);
2. V.G. Evtugin, A.M. Rogov, L.R. Valeeva, N.N. Khabipova, V.I. Nuzhdin, V.F. Valeev, A.L. Stepanov, Biological cell scaffolds based on nanoporous germanium layers formed by ion implantation, Vacuum 177 (2020) 109403 (Scopus - Q1);
3. А.Л. Степанов, А.М. Рогов, В.И. Нуждин, В.Ф. Валеев, Подложка монокристаллического германия с тонким поверхностным слоем пористого германия, Патент РФ на изобретение № 2734458 (2020);
4. А.Л. Степанов, А.М. Рогов, В.И. Нуждин, В.Ф. Валеев, Способ изготовления подложки монокристаллического германия с тонким поверхностным слоем пористого германия, Патент РФ на изобретение, Заявка № 2019133549, получено положительное решение на выдачу патента в 2020

Направление: II. Физические науки, направление 9