RU2597801C1 - Diffraction periodic microstructure based on porous silicon - Google Patents

Diffraction periodic microstructure based on porous silicon Download PDF

Info

Publication number
RU2597801C1
RU2597801C1 RU2015110731/28A RU2015110731A RU2597801C1 RU 2597801 C1 RU2597801 C1 RU 2597801C1 RU 2015110731/28 A RU2015110731/28 A RU 2015110731/28A RU 2015110731 A RU2015110731 A RU 2015110731A RU 2597801 C1 RU2597801 C1 RU 2597801C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silicon
porous silicon
diffraction
metal
implantation
Prior art date
Application number
RU2015110731/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Львович Степанов
Владимир Иванович Нуждин
Валерий Фердинандович Валеев
Юрий Николаевич Осин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского Казанского научного центра Российской Академии наук (КФТИ КазНЦ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского Казанского научного центра Российской Академии наук (КФТИ КазНЦ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского Казанского научного центра Российской Академии наук (КФТИ КазНЦ РАН)
Priority to RU2015110731/28A priority Critical patent/RU2597801C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2597801C1 publication Critical patent/RU2597801C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to diffraction periodic microstructures for visible range, based on porous silicon. In diffraction periodic microstructure based on porous silicon, comprising a substrate, made of monocrystalline silicon with a diffraction periodic microstructure, formed diffraction periodic microstructure based on porous silicon comprises ion-synthesised metal-containing nanoparticles, dispersed in surface region of substrate at layer thickness from 10 to 200 nm with metal concentration of 2.5·1020-6.5·1023 atoms/cm3.
EFFECT: technical effect consists in creation of a diffraction periodic microstructure based on porous silicon with different metal-containing nanoparticles.
1 cl, 20 dwg

Description

Изобретение относится к оптике [1], а именно к устройствам дифракционных периодических микроструктур (дифракционных решеток, фотонных кристаллов и др.) для видимого диапазона, выполненным на основе пористого кремния. На практике периодические структуры и решетки на основе различных полупроводников используются:The invention relates to optics [1], and in particular to devices for periodic diffraction microstructures (diffraction gratings, photonic crystals, etc.) for the visible range, made on the basis of porous silicon. In practice, periodic structures and gratings based on various semiconductors are used:

- в элементах оптической коммуникации для введения в тонкопленочные волноводы лазерного излучения или фильтрации в волноводе оптического сигнала (периодические структуры - решетки Брегга);- in the elements of optical communication for introducing laser radiation into the thin-film waveguides or filtering the optical signal in the waveguide (periodic structures — Bragg gratings);

- для фокусировки сингулярных вихревых лазерных пучков для уплотнения каналов передачи информации;- for focusing singular vortex laser beams for sealing channels of information transmission;

- в качестве тестовых объектов для калибровки увеличения на просвечивающем электронном микроскопе;- as test objects for calibrating magnification using a transmission electron microscope;

- для преобразования нерадиационных плазмон-поляритонных мод в радиационные;- to convert non-radiation plasmon-polariton modes into radiation ones;

- в качестве резонаторов с распределенной обратной связью в волноводных лазерах, дифракционных элементов, используемых для управления светом [1] и др.- as resonators with distributed feedback in waveguide lasers, diffraction elements used to control light [1], etc.

Известно устройство, выбранное в качестве аналога, выполненное в виде дифракционной решетки, изготовленное на поверхности подложки монокристаллического кремния в виде периодической микроструктуры - чередующихся областей монокристаллического и аморфизованного кремния (Фаттахов Я.В., Галяутдинов М.Ф., Львова Т.Н., Хайбуллин И.Б. Способ получения голограмм на кремнии. Патент РФ №2120653, опубликованный 20.10.1998).A device is known, selected as an analog, made in the form of a diffraction grating, made on the surface of a single-crystal silicon substrate in the form of a periodic microstructure - alternating regions of single-crystal and amorphized silicon (Fattakhov Y.V., Galyautdinov M.F., Lvova T.N., Khaibullin IB A method for producing holograms on silicon (RF Patent No. 2120653, published October 20, 1998).

Недостатком аналога является то, что такая дифракционная решетка на кремнии не содержит периодических областей пористого кремния с металлосодержащими наночастицами, а поэтому данные периодические структуры не обладают свойствами композиционного материала металл - пористый кремний. Кроме того, дифракционная периодическая микроструктура, описанная в аналоге представляет из себя только полосовую дифракционную решетку, в которой не реализуется возможность создания дифракционной периодической микроструктуры с элементами, ее составляющими, различной формы (квадратные, треугольные и т.д).A disadvantage of the analogue is that such a diffraction grating on silicon does not contain periodic regions of porous silicon with metal-containing nanoparticles, and therefore these periodic structures do not have the properties of a metal-porous silicon composite material. In addition, the periodic diffraction microstructure described in the analogue is only a strip diffraction grating, in which the possibility of creating a periodic diffraction microstructure with the elements of its components of various shapes (square, triangular, etc.) is not realized.

Известно [2] устройство, выполненное в виде оптической дифракционной решетки на основе полупроводника - кремния, в котором формирование заданной периодической микроструктуры (области кремния, чередующиеся с областями пористого кремния с наночастицами золота) осуществлено одноступенчатым методом одновременного создания пористого кремния и осаждения на него золота из раствора (травителя), содержащего хлорозолотоводородную и плавиковую кислоты. Дифракционная периодическая микроструктура формируется при использовании во время травления неоднородного по поверхности освещения границы раздела кислотный раствор - кремний. Под неоднородным по площади освещением понимается интерференционное поле, образованное двумя когерентными линейно поляризованными пучками света, падающими на поверхность образца. В результате фотохимической реакции образуются стабильные периодические пространственные структуры (дифракционная решетка), образованные из участков кремния (неосвещенные области), чередующихся с локальными областями, состоящими из пористого кремния с наночастицами золота (освещенные области). Хлорзолотоводородная кислота служит для фотовосстановления наночастиц золота.It is known [2] a device made in the form of an optical diffraction grating based on a semiconductor - silicon, in which the formation of a given periodic microstructure (regions of silicon alternating with regions of porous silicon with gold nanoparticles) is carried out by a single-stage method for the simultaneous creation of porous silicon and the deposition of gold from it from gold a solution (etchant) containing hydrochloric acid and hydrofluoric acid. A periodic diffraction microstructure is formed when an acid solution - silicon interface is inhomogeneous over the illumination surface during etching. Illumination nonuniform in area means an interference field formed by two coherent linearly polarized light beams incident on the surface of the sample. As a result of the photochemical reaction, stable periodic spatial structures (diffraction grating) are formed, formed from silicon regions (unlit regions), alternating with local regions consisting of porous silicon with gold nanoparticles (illuminated regions). Hydrochloric acid is used for photoreduction of gold nanoparticles.

Эта дифракционная периодическая микроструктура дифракционная решетка [2] на основе пористого кремния является наиболее близкой к заявляемому способу и поэтому выбрана в качестве прототипа.This periodic diffraction microstructure of the diffraction grating [2] based on porous silicon is the closest to the claimed method and is therefore selected as a prototype.

Недостатки прототипа:The disadvantages of the prototype:

- дифракционная периодическая микроструктура, описанная в прототипе [2] представляет из себя только полосовую дифракционную решетку, в которой не реализуется возможность создания дифракционной периодической микроструктуры с элементами, ее составляющими, различной формы (квадратные, треугольные и т.д);- the periodic diffraction microstructure described in the prototype [2] is only a strip diffraction grating, in which the possibility of creating a periodic diffraction microstructure with the elements of its components of various shapes (square, triangular, etc.) is not realized;

- дифракционная периодическая структура на основе пористого кремния, описанная в прототипе [2], может быть сформирована только при использовании специального окислительного травящего раствора с ионами благородных металлов. Это снижает доступный набор типов металлов, из которых формируются наночастицы, и тем самым, ограничивают набор композиционных материалов на основе пористого кремния с металлическими наночастицами для конструирования различных дифракционных устройств и периодических структур.- a diffractive periodic structure based on porous silicon, described in the prototype [2], can only be formed using a special oxidizing etching solution with noble metal ions. This reduces the available set of types of metals from which nanoparticles are formed, and thereby limit the set of composite materials based on porous silicon with metal nanoparticles for the construction of various diffraction devices and periodic structures.

Решаемая техническая задача в предлагаемой заявке заключается в создании дифракционной периодической микроструктуры на основе пористого кремния с различными металлосодержащими наночастицами.The technical problem to be solved in the proposed application is to create a periodic diffraction microstructure based on porous silicon with various metal-containing nanoparticles.

Поставленная задача в предлагаемом техническом решении в дифракционной периодической микроструктуре на основе пористого кремния, содержащей подложку, выполненную из монокристаллического кремния с дифракционной периодической микроструктурой, достигается тем, что сформированная дифракционная периодическая микроструктура на основе пористого кремния содержит ионно-синтезированные металлосодержащие наночастицы, диспергированные в приповерхностной области подложки на толщине слоя от 10 до 200 нм при концентрации металла 2.5·1020-6.5·1023 атомов/см3.The problem in the proposed technical solution in a periodic diffraction microstructure based on porous silicon, containing a substrate made of single crystal silicon with a diffraction periodic microstructure, is achieved by the fact that the formed diffractive periodic microstructure based on porous silicon contains ion-synthesized metal-containing nanoparticles dispersed in the surface region substrate at a layer thickness of from 10 to 200 nm at a metal concentration of 2.5 10 20 -6.5 × 10 23 but ohms / cm 3.

На фиг. 1. Показан чертеж в изометрии фрагмента дифракционной периодической структуры (дифракционной решетки - изделия), содержащей: 1 - подложку из монокристаллического кремния; 2 - имплантированные ячейки пористого кремния; 3 - необлученные перегородки монокристаллического кремния между ячейками.In FIG. 1. An isometric drawing of a fragment of a periodic diffraction structure (diffraction grating — product) is shown, comprising: 1 — a substrate of single-crystal silicon; 2 - implanted cells of porous silicon; 3 - unirradiated partitions of single-crystal silicon between cells.

На фиг. 2. Показано рассчитанное распределение имплантированного серебра по глубине в кремнии, при энергии облучения 30 кэВ.In FIG. 2. The calculated depth distribution of implanted silver in silicon is shown at an irradiation energy of 30 keV.

На фиг. 3. Показано изображение, полученное на сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) при малом увеличении, поверхности слоя пористого кремния, сформированного имплантацией монокристаллического кремния ионами серебра.In FIG. 3. Image shown on a scanning electron microscope (SEM) at low magnification of the surface of a layer of porous silicon formed by implantation of single-crystal silicon with silver ions.

На фиг. 4. Показано изображение, полученное на СЭМ при большом увеличении, поверхности слоя пористого кремния, сформированного имплантацией монокристаллического кремния ионами серебра.In FIG. 4. The image obtained by SEM at high magnification of the surface of a layer of porous silicon formed by the implantation of single-crystal silicon by silver ions is shown.

На фиг. 5. Показано СЭМ-изображение поверхности неимплантированного кремния.In FIG. 5. An SEM image of the surface of unimplanted silicon is shown.

На фиг. 6. Показана гистограмма распределения по размерам пор в структуре пористого кремния (фиг. 2), сформированной имплантацией монокристаллического кремния ионами серебра.In FIG. 6. A histogram of the pore size distribution in the structure of porous silicon (Fig. 2), formed by the implantation of single-crystal silicon by silver ions, is shown.

На фиг. 7. Показаны спектры оптического отражения необлученного кремния (1) и пористого кремния с ионно-синтезированными наночастицами серебра (2).In FIG. 7. The optical reflection spectra of unirradiated silicon (1) and porous silicon with ion-synthesized silver nanoparticles (2) are shown.

На фиг. 8. Показано АСМ-изображение поверхности слоя пористого кремния, сформированного имплантацией монокристаллического кремния ионами серебра.In FIG. 8. An AFM image of the surface of a layer of porous silicon formed by the implantation of single-crystal silicon by silver ions is shown.

На фиг. 9. Показан профиль поперечного сечения (cross-section) отдельных пор, измеренный по направлению, обозначенному на фрагменте фиг. 8.In FIG. 9. A cross-section profile of individual pores is shown, measured in the direction indicated in the fragment of FIG. 8.

На фиг. 10. Показано АСМ-изображение поверхности микроструктурированного монокристаллического кремния (фрагмента дифракционной решетки), имплантированного ионами серебра через поверхностную маску.In FIG. 10. The AFM image of the surface of microstructured single-crystal silicon (a fragment of the diffraction grating) implanted by silver ions through a surface mask is shown.

На фиг. 11. Показано изображение, полученное на оптическом микроскопе, микроструктурированного монокристаллического кремния (фрагмента дифракционной решетки), имплантированного ионами серебра через поверхностную маску. Размер ячейки 20 мкм. Свет, освещающий решетку, направлен от правого нижнего угла.In FIG. 11. An optical microscope image of microstructured single-crystal silicon (a fragment of the diffraction grating) implanted by silver ions through a surface mask is shown. The cell size is 20 microns. The light illuminating the grill is directed from the lower right corner.

На фиг. 12. Показано изображение картины дифракционного рассеяния, полученное на экране при отражении зондирующего излучения гелий-неонового лазера на длине волны 632.8 нм света от микроструктурированного кремния с периодическими областями пористого кремния, сформированными имплантацией ионами серебра.In FIG. 12. The image of the diffraction scattering pattern shown on the screen when reflecting the probe radiation of a helium-neon laser at a wavelength of 632.8 nm of light from microstructured silicon with periodic regions of porous silicon formed by implantation of silver ions is shown.

На фиг. 13. Показано СЭМ-изображение поверхности слоя пористого кремния, полученного после имплантации ионами Ag+ монокристаллического кремния при температуре подложки во время облучения 200°C.In FIG. 13. An SEM image of the surface of a layer of porous silicon obtained after implantation by single-crystal silicon ions of Ag + at a substrate temperature during irradiation of 200 ° C is shown.

На фиг. 14. Показано изображение, полученное на оптическом микроскопе, микроструктурированного монокристаллического кремния (фрагмента периодической микроструктуры), имплантированного ионами серебра через поверхностную маску - металлическую сетку в виде полос. Расстояние между полосовыми структурами составляет 40 мкм.In FIG. 14. The image obtained on an optical microscope shows microstructured single-crystal silicon (a fragment of a periodic microstructure) implanted with silver ions through a surface mask - a metal grid in the form of stripes. The distance between the strip structures is 40 μm.

На фиг. 15. Показано СЭМ-изображение, полученное на микроскопе при малом увеличении, поверхности слоя пористого кремния, сформированного имплантацией монокристаллического кремния ионами кобальта.In FIG. 15. The SEM image shown on a microscope at low magnification of the surface of a layer of porous silicon formed by the implantation of single-crystal silicon by cobalt ions is shown.

На фиг. 16. Показано СЭМ-изображение, полученное на микроскопе при большом увеличении, поверхности слоя пористого кремния, сформированного имплантацией монокристаллического кремния ионами кобальта.In FIG. 16. The SEM image obtained on a microscope at high magnification of the surface of a layer of porous silicon formed by implantation of single-crystal silicon by cobalt ions is shown.

На фиг. 17. Показано СЭМ-изображение поверхности микроструктурированного монокристаллического кремния (фрагмента дифракционной решетки), имплантированного ионами кобальта через поверхностную маску.In FIG. 17. An SEM image of the surface of microstructured single-crystal silicon (a fragment of the diffraction grating) implanted by cobalt ions through a surface mask is shown.

На фиг. 18. Показано изображение, полученное на оптическом микроскопе, микроструктурированного монокристаллического кремния (фрагмента дифракционной решетки), имплантированного ионами кобальта через поверхностную маску. Размер ячейки 20 мкм.In FIG. 18. The image obtained using an optical microscope shows microstructured single-crystal silicon (a fragment of the diffraction grating) implanted with cobalt ions through a surface mask. The cell size is 20 microns.

На фиг. 19. Показано СЭМ-изображение поверхности слоя пористого кремния, сформированного имплантацией монокристаллического кремния ионами меди.In FIG. 19. An SEM image of the surface of a layer of porous silicon formed by implantation of single-crystal silicon by copper ions is shown.

На фиг. 20. Показано СЭМ-изображение поверхности микроструктурированного монокристаллического кремния (фрагмента дифракционной решетки), имплантированного ионами меди через поверхностную маску.In FIG. 20. An SEM image of the surface of microstructured single-crystal silicon (a fragment of the diffraction grating) implanted by copper ions through a surface mask is shown.

Рассмотрим способ изготовления дифракционной периодической микроструктуры на основе пористого кремния на конкретных примерах. Условие изготовления дифракционной периодической микроструктуры на основе пористого кремния включает формирование заданной микроструктуры из пористого кремния на поверхности исходной подложки монокристаллического кремния. Формирование заданной дифракционной периодической микроструктуры осуществляют с помощью имплантации ионами благородных или переходных металлов через поверхностную маску, с энергией 5-100 кэВ, дозой облучения, обеспечивающей концентрацию вводимых атомов металла в облучаемой подложке кремния 2.5·1020-6.5·1023 атомов/см3, плотностью тока ионного пучка 2·1012-1·1014 ион/см2с при температуре подложки во время облучения 15-450°C.Consider a method of manufacturing a diffractive periodic microstructure based on porous silicon using specific examples. The condition for manufacturing a periodic diffraction microstructure based on porous silicon includes the formation of a predetermined microstructure of porous silicon on the surface of the initial single-crystal silicon substrate. The formation of a given periodic diffraction microstructure is carried out by implantation with noble or transition metal ions through a surface mask, with an energy of 5-100 keV, an irradiation dose that provides a concentration of introduced metal atoms in the irradiated silicon substrate of 2.5 · 10 20 -6.5 · 10 23 atoms / cm 3 , the ion beam current density of 2 · 10 12 -1 · 10 14 ion / cm 2 s at a substrate temperature during irradiation of 15-450 ° C.

На фиг. 1 показан в изометрии чертеж дифракционной решетки на основе пористого кремния (изделия), содержащей подложку 1 (выполненную из материала монокристаллического кремния) с дифракционной периодической микроструктурой на ее поверхности, элементами которой являются области, подвергнутые ионному облучению - имплантированные ячейки 2 (области пористого кремния) и характеризуемые другой диэлектрической проницаемостью относительно материала подложки 1. Дифракционная периодическая микроструктура имплантированных ячеек 2 содержит ионно-синтезированные металлические наночастицы, диспергированные в приповерхностной области подложки 1 на толщине слоя от 10 до 200 нм при концентрации атомов металла 2.5·1020-6.5·1023 атомов/см3. Необлученные перегородки 3, находящиеся между имплантированными ячейками 2, имеют ту же диэлектрическую проницаемость, что и кремневая подложка 1.In FIG. 1 is an isometric drawing of a porous silicon diffraction grating (product) containing a substrate 1 (made of single crystal silicon material) with a diffraction periodic microstructure on its surface, the elements of which are regions subjected to ion irradiation — implanted cells 2 (regions of porous silicon) and characterized by a different dielectric constant relative to the substrate material 1. The periodic diffraction microstructure of the implanted cells 2 contains ion synthesis metal nanoparticles dispersed in the near-surface region of the substrate 1 at a layer thickness of 10 to 200 nm at a metal atom concentration of 2.5 · 10 20 -6.5 · 10 23 atoms / cm 3 . Unirradiated partitions 3 located between the implanted cells 2 have the same dielectric constant as the silicon substrate 1.

Пример 1. Дифракционная решетка изготовлена на основе пористого кремния, ее способ изготовления включает формирование заданной дифракционной периодической микроструктуры на основе пористого кремния, при этом формирование заданной дифракционной периодической микроструктуры осуществлялось с помощью имплантации на ускорителе ИЛУ-3 ионами благородного металла - Ag+ через поверхностную маску - металлическую сетку с размерами ячейки 20 мкм, с энергией E=30 кэВ, дозой облучения D=1.5·1017 ион/см2, обеспечивающей концентрацию вводимых атомов металла 6.0·1022 атомов/см3 в облучаемой подложке кремния, плотностью тока ионного пучка J=3·1013 ион/см2с при комнатной температуре подложки во время облучения.Example 1. The diffraction grating is made on the basis of porous silicon, its manufacturing method involves the formation of a predetermined periodic diffraction microstructure based on porous silicon, while the formation of a given periodic diffraction microstructure was carried out by implantation on an ILU-3 accelerator with noble metal ions Ag + through a surface mask - a metal grid with a mesh size of 20 microns, with the energy E = 30 keV, a dose of D = 1.5 · October 17 ion / cm 2, providing a metal concentration of the introduced atoms and 6.0 · October 22 atoms / cm 3 in the irradiated silicon substrate, the ion beam current density J = 3 10 13 ions / cm 2 at room temperature of the substrate during exposure.

Моделирование концентрационных профилей распределения имплантированного серебра с энергией 30 кэВ в кремний по глубине с помощью компьютерного алгоритма SRIM-2013 [3] (фиг. 2), показало, что в приповерхностном имплантированном слое кремния происходит накопление атомов серебра, приводящее к зарождению и росту металлических наночастиц. Общая толщина имплантированного слоя с наночастицами серебра, а, следовательно, и толщина активного слоя формируемой дифракционной решетки в кремнии, для данных условий имплантации, не превышает 60 нм.Modeling the concentration profiles of the distribution of implanted silver with an energy of 30 keV into silicon in depth using the SRIM-2013 computer algorithm [3] (Fig. 2) showed that silver atoms accumulate in the near-surface implanted silicon layer, leading to the nucleation and growth of metal nanoparticles . The total thickness of the implanted layer with silver nanoparticles, and, consequently, the thickness of the active layer of the formed diffraction grating in silicon, for these implantation conditions, does not exceed 60 nm.

На фиг. 3 и 4 в различных масштабах приведены изображения поверхности кремния, имплантированного ионами серебра, наблюдаемые на сканирующем электронном микроскопе Merlin Zeiss (СЭМ). Как следует из приведенных СЭМ-изображений, морфология облученного кремния в отличие от исходной полированной подложки монокристаллического кремния (фиг. 5) характеризуется наличием ярко-выраженной пористой кремниевой структуры. При этом сформированный имплантацией слой пористого кремния выглядит однородным на большой площади образца в десятки микрон (фиг. 3), что является важной характеристикой для технологических приложений (масштабируемость) [4].In FIG. Figures 3 and 4 show, at various scales, images of the surface of silicon implanted with silver ions, observed with a Merlin Zeiss scanning electron microscope (SEM). As follows from the presented SEM images, the morphology of irradiated silicon, in contrast to the initial polished substrate of single-crystal silicon (Fig. 5), is characterized by the presence of a pronounced porous silicon structure. Moreover, the porous silicon layer formed by implantation looks uniform over a large area of the sample of tens of microns (Fig. 3), which is an important characteristic for technological applications (scalability) [4].

Увеличение фрагмента поверхности (фиг. 4) позволяет оценить средний диаметр отверстий пор (черные области): ~150-180 нм, как это следует из гистограммы распределения пор по размерам (фиг. 6), и толщину стенок пор (светлые серые области): ~30-60 нм.The increase in the surface fragment (Fig. 4) allows us to estimate the average diameter of the pore openings (black areas): ~ 150-180 nm, as follows from the histogram of pore size distribution (Fig. 6), and the pore wall thickness (light gray areas): ~ 30-60 nm.

Следует отметить, что формирование слоя пористого кремния происходит сразу же или одновременно с зарождением и ростом металлических наночастиц из ионов имплантируемой примеси. В случае примера 1, одновременно с ростом кремниевых пор при имплантации монокристаллического кремния происходит образование наночастиц серебра. На фиг. 4 наночастицы серебра хорошо просматриваются в виде светлых пятен на стенках кремниевых пор. Средний размер наночастиц оценивается величиной порядка 5-15 нм.It should be noted that the formation of a layer of porous silicon occurs immediately or simultaneously with the nucleation and growth of metal nanoparticles from implanted impurity ions. In the case of Example 1, simultaneously with the growth of silicon pores during the implantation of single-crystal silicon, silver nanoparticles are formed. In FIG. 4 silver nanoparticles are clearly visible in the form of bright spots on the walls of silicon pores. The average nanoparticle size is estimated to be of the order of 5-15 nm.

На фиг. 7. приведены экспериментальные спектры линейного оптического отражения для исходного кремния, а также пористого кремния, полученного имплантацией ионами серебра, измеренные на спектрометре Avantes-2014. В отличие от исходной матрицы кремния фиг. 7 (1), имплантированный образец фиг. 7 (2) характеризируется наличием в видимой области спектра селективной полосы поглощения с максимумом ~850 нм. Данная полоса указывает на формирование в кремниевой матрице наночастиц серебра, и она обусловлена проявлением эффекта поверхностного плазмонного резонанса в металлических наночастицах [7].In FIG. 7. The experimental linear optical reflection spectra are shown for the initial silicon, as well as for the porous silicon obtained by implantation with silver ions, measured on an Avantes-2014 spectrometer. Unlike the original silicon matrix of FIG. 7 (1), the implanted sample of FIG. 7 (2) is characterized by the presence in the visible region of the spectrum of a selective absorption band with a maximum of ~ 850 nm. This band indicates the formation of silver nanoparticles in the silicon matrix, and it is due to the manifestation of the surface plasmon resonance effect in metal nanoparticles [7].

Дополнительная информация, подтверждающая формирование слоя пористого кремния при имплантации на поверхности монокристаллического кремния, имплантированного ионами серебра, наблюдалась на атомно-силовом микроскопе - (ACM) Innova Bruker. На фиг. 8 приведены АСМ-изображения фрагмента поверхности пористого кремния, которые выглядят типичными для пористых кремниевых структур, синтезированных электрохимическими способами [3]. На фиг. 9 представлен профиль сечения отдельных пор, измеренный по направлению, указанному на фиг. 8, позволяющий оценить глубину пор: ~100 нм. Таким образом, из АСМ также можно заключить, что в результате имплантации кремния ионами серебра формируется слой пористого кремния.Additional information confirming the formation of a layer of porous silicon upon implantation on the surface of single-crystal silicon implanted with silver ions was observed with an atomic force microscope (ACM) Innova Bruker. In FIG. Figure 8 shows AFM images of a fragment of the surface of porous silicon, which look typical of porous silicon structures synthesized by electrochemical methods [3]. In FIG. 9 shows a sectional profile of individual pores measured in the direction indicated in FIG. 8, allowing to evaluate the pore depth: ~ 100 nm. Thus, it can also be concluded from AFM that a layer of porous silicon is formed as a result of silicon implantation with silver ions.

Поверхностные микроструктуры на имплантированном ионами серебра через маску кремнии, наблюдались на АСМ-микроскопе FastScan Brucker (фиг. 10) и на оптическом микроскопе Микромед ПОЛАР-1 (фиг. 11). На приведенных изображениях видно, что поверхность образца является упорядоченной решеткой с ячейками размером 20 мкм, которые сформированы при имплантации кремния ионами серебра в заданном режиме. При этом квадратная ячейка представляет собой структуру пористого кремния с наночастицами серебра, показанную на фиг. 4. Стенки между ячейками решетки состоят из необлученного монокристаллического кремния.Surface microstructures implanted with silver ions through a silicon mask were observed on a FastScan Brucker AFM microscope (Fig. 10) and on a Micromed POLAR-1 optical microscope (Fig. 11). It can be seen in the above images that the surface of the sample is an ordered lattice with cells 20 microns in size, which are formed upon implantation of silicon with silver ions in a given mode. In this case, the square cell represents the structure of porous silicon with silver nanoparticles, shown in FIG. 4. The walls between the cells of the lattice consist of unirradiated single-crystal silicon.

Полученная дифракционная решетка, показанная на фиг. 10 и 11, соответствует чертежу, приведенному на фиг. 1.The resulting diffraction grating shown in FIG. 10 and 11, corresponds to the drawing shown in FIG. one.

Поскольку известно, что имплантация ионов металла в диэлектрики и полупроводники приводит к увеличению его показателя преломления на величину до ~0.2-0.4 для видимой области спектра (особенно на частотах плазмонного резонанса металлических наночастиц) [6], то очевидно, что в результате имплантации кремния через маску формируется микроструктура с периодически-изменяемым распределением оптических констант материала, т.е. между ячейками решетки и ее стенками (nSi=3.4).Since it is known that implantation of metal ions in dielectrics and semiconductors leads to an increase in its refractive index by ~ 0.2–0.4 for the visible spectral region (especially at the plasmon resonance frequencies of metal nanoparticles) [6], it is obvious that silicon implantation through the mask forms a microstructure with a periodically variable distribution of the optical constants of the material, i.e. between the lattice cells and its walls (n Si = 3.4).

Таким образом, сформированная имплантацией микроструктура с периодически изменяемым показателем преломления представляет собой дифракционную периодическую структуру - решетку. На фиг. 12 приведено дифракционное изображение, регистрируемое при зондировании сформированной решетки гелий-неоновым лазером на длине волны 632.8 нм света.Thus, the microstructure formed by implantation with a periodically variable refractive index is a periodic diffraction structure — a lattice. In FIG. Figure 12 shows a diffraction image recorded during the probing of the formed lattice by a helium-neon laser at a wavelength of 632.8 nm light.

Пример 2. В качестве подложки используют пластину монокристаллического кремния. Имплантацию осуществляют на ускорителе ИЛУ-3 однозарядными ионами благородного металла Ag+ через поверхностную маску - металлическую сетку в виде полос, расстояние между которыми составляет 40 мкм, с энергией E=30 кэВ, дозой облучения D=1.0·1017 ион/см2, обеспечивающей концентрацию вводимых атомов металла в облучаемой подложке 2.0·1022 атомов/см3, плотностью тока ионного пучка J=3·1013 ион/см2с, при температуре подложки во время облучения 200°C.Example 2. As the substrate using a plate of single-crystal silicon. The implantation is carried out on the ILU-3 accelerator by singly charged ions of the noble metal Ag + through a surface mask — a metal grid in the form of strips, the distance between which is 40 μm, with an energy of E = 30 keV, an irradiation dose of D = 1.0 · 10 17 ion / cm 2 , providing a concentration of introduced metal atoms in the irradiated substrate 2.0 · 10 22 atoms / cm 3 , ion current density J = 3 · 10 13 ion / cm 2 s, at a substrate temperature during irradiation of 200 ° C.

СЭМ-изображение поверхности модифицированного материала полученного после имплантации ионами Ag+ монокристаллического кремния при температуре подложки во время облучения 200°C приведено на фиг. 13. Как видно из фиг. 13, аналогично имплантации ионами серебра в ненагретую подложку кремния (фиг. 3 и 4) морфология поверхности, полученной при имплантации нагретого кремния, также характеризуется развитой структурой пористого кремния.A SEM image of the surface of a modified material obtained after implantation with single crystal silicon ions by Ag + ions at a substrate temperature during irradiation of 200 ° C is shown in FIG. 13. As can be seen from FIG. 13, similarly to implantation by silver ions into an unheated silicon substrate (Figs. 3 and 4), the morphology of the surface obtained by implantation of heated silicon is also characterized by a developed structure of porous silicon.

Поверхностные микроструктуры на имплантированном ионами серебра через маску кремнии наблюдались на оптическом микроскопе (фиг. 14). На приведенном изображении видно, что образец представляет собой упорядоченные периодические полосы, расстояние между которыми составляет 40 мкм, которые сформированы при имплантации кремния ионами серебра в заданном режиме. При этом темные полосы являются участками неимплантированного монокристаллического кремния, прикрытые маской во время имплантации, а светлые области соответствуют пористому кремнию (фиг. 14).Surface microstructures implanted with silver ions through a silicon mask were observed on an optical microscope (Fig. 14). The image shows that the sample is an ordered periodic strip, the distance between which is 40 μm, which are formed during the implantation of silicon by silver ions in a given mode. In this case, the dark bands are areas of unimplanted single-crystal silicon, masked during implantation, and the light areas correspond to porous silicon (Fig. 14).

Пример 3. В качестве подложки используют пластину монокристаллического кремния. Имплантацию осуществляют на ускорителе ИЛУ-3 однозарядными ионами переходного металла Со+ через поверхностную маску - металлическую сетку с размерами ячейки 20 мкм, с энергией E=40 кэВ, дозой облучения D=1.5·1017 ион/см2, обеспечивающей концентрацию вводимых атомов металла в облучаемой подложке 1023 атомов/см3, плотностью тока ионного пучка J=3·1013 ион/см2с и комнатной температуры подложки во время облучения.Example 3. As the substrate using a plate of single-crystal silicon. The implantation is carried out on the ILU-3 accelerator by single-charged Co + transition metal ions through a surface mask - a metal mesh with a mesh size of 20 μm, with an energy of E = 40 keV, an irradiation dose of D = 1.5 · 10 17 ion / cm 2 , which ensures the concentration of introduced metal atoms in the irradiated substrate, 10 23 atoms / cm 3 , the current density of the ion beam J = 3 · 10 13 ion / cm 2 s and room temperature of the substrate during irradiation.

Моделирование концентрационных профилей распределения имплантированного кобальта с энергией 40 кэВ в кремний по глубине с помощью компьютерного алгоритма SRIM-2013 [3] показало, что в приповерхностном имплантированном слое кремния происходит накопление атомов кобальта, при этом общая толщина имплантированного приповерхностного слоя не будет превышать ~80 нм.Modeling the concentration profiles of the distribution of implanted cobalt with an energy of 40 keV into silicon in depth using the computer algorithm SRIM-2013 [3] showed that cobalt atoms accumulate in the near-surface implanted silicon layer, and the total thickness of the implanted near-surface layer will not exceed ~ 80 nm .

СЭМ-изображения в различных масштабах поверхности монокристаллического кремния, имплантированного ионами Со+, приведены на фиг. 15 и 16. Аналогично имплантации ионами серебра (фиг. 3 и 4) морфология имплантированной ровной гладкой поверхности кремния (фиг. 5) трансформируется в развитую пористую структуру кремния. Также сформированный имплантацией слой пористого кремния выглядит достаточно однородным и масштабируемым на большой площади образца в десятки микрон (фиг. 15). Пористая поверхность кремния при увеличенном масштабе (фиг. 16). Известно, что при имплантации кремния ионами кобальта образуются металлосодержащие наночастицы - силицида кобальта [7], которые, соответственно, находятся в структуре пористого кремния (фиг. 15 и 16), сформированного при указанных условиях имплантации примера 3.SEM images at various scales of the surface of single-crystal silicon implanted with Co + ions are shown in FIG. 15 and 16. Like implantation with silver ions (Fig. 3 and 4), the morphology of the implanted smooth smooth surface of silicon (Fig. 5) is transformed into a developed porous silicon structure. Also, the porous silicon layer formed by implantation looks rather uniform and scalable over a large area of the sample of tens of microns (Fig. 15). The porous surface of silicon at an enlarged scale (Fig. 16). It is known that when silicon is implanted with cobalt ions, metal-containing nanoparticles — cobalt silicide [7] —are formed, which, respectively, are in the structure of porous silicon (Figs. 15 and 16) formed under the indicated implantation conditions of Example 3.

Поверхностные микроструктуры на имплантированном ионами кобальта через маску кремнии наблюдались на СЭМ-микроскопе (фиг. 17) и на оптическом микроскопе (фиг. 18). На приведенных изображениях видно, что поверхность образца является упорядоченной решеткой с ячейками размером 20 мкм, которые сформированы при имплантации кремния ионами кобальта в заданном режиме. При этом квадратная ячейка представляет собой структуру пористого кремния, показанную на фиг. 15 и 16. Стенки между квадратными ячейками решетки состоят из необлученного монокристаллического кремния.Surface microstructures implanted with cobalt ions through a silicon mask were observed on a SEM microscope (Fig. 17) and on an optical microscope (Fig. 18). It can be seen in the above images that the surface of the sample is an ordered lattice with cells of 20 μm in size, which are formed upon implantation of silicon with cobalt ions in a given mode. In this case, the square cell represents the structure of porous silicon shown in FIG. 15 and 16. The walls between the square cells of the lattice consist of unirradiated single-crystal silicon.

Пример 4. В качестве подложки используют пластину монокристаллического кремния. Имплантацию осуществляют на ускорителе ИЛУ-3 однозарядными ионами переходного металла Cu+ через поверхностную маску - металлическую сетку с размерами ячейки 20 мкм, с энергией E=40 кэВ, дозой облучения D=1.5·1017 ион/см2, обеспечивающей концентрацию вводимых атомов металла в облучаемой подложке 1023 атомов/см3, плотностью тока ионного пучка J=3·1013 ион/см2с при комнатной температуре подложки во время облучения.Example 4. As the substrate using a plate of single-crystal silicon. The implantation is carried out on the ILU-3 accelerator with singly charged transition metal ions Cu + through a surface mask - a metal mesh with a mesh size of 20 μm, with an energy of E = 40 keV, an irradiation dose of D = 1.5 · 10 17 ion / cm 2 , which ensures the concentration of introduced metal atoms in the irradiated substrate, 10 23 atoms / cm 3 , the ion beam current density J = 3 · 10 13 ion / cm 2 s at room temperature of the substrate during irradiation.

Моделирование концентрационных профилей распределения имплантированной меди с энергией 40 кэВ в кремний по глубине с помощью компьютерного алгоритма SRIM-2013 [3], показало, что в приповерхностном имплантированном слое кремния происходит накопление атомов меди, при этом общая толщина имплантированного приповерхностного слоя не будет превышать ~80 нм.Modeling the concentration profiles of the distribution of implanted copper with an energy of 40 keV into silicon in depth using the SRIM-2013 computer algorithm [3] showed that copper atoms accumulate in the near-surface implanted silicon layer, and the total thickness of the implanted near-surface layer will not exceed ~ 80 nm

СЭМ-изображения поверхности монокристаллического кремния, имплантированного ионами Cu+, приведены на фиг. 19. Аналогично имплантации ионами серебра (фиг. 3 и 4) морфология имплантированной ровной гладкой поверхности кремния (фиг. 5) трансформируется в развитую пористую структуру кремния.SEM images of the surface of single-crystal silicon implanted with Cu + ions are shown in FIG. 19. Similarly to implantation with silver ions (Figs. 3 and 4), the morphology of the implanted smooth smooth silicon surface (Fig. 5) is transformed into a developed porous silicon structure.

Поверхностные микроструктуры на имплантированном ионами меди через маску кремнии наблюдались на СЭМ-микроскопе (фиг. 17) и на оптическом микроскопе (фиг. 20). На приведенных изображениях видно, что поверхность образца является упорядоченной решеткой с ячейками размером 20 мкм, которые сформированы при имплантации кремния ионами меди в заданном режиме. При этом квадратная ячейка представляет собой структуру пористого кремния, показанную на фиг. 15 и 16. Стенки между квадратными ячейками решетки состоят из необлученного монокристаллического кремния.Surface microstructures implanted with copper ions through a silicon mask were observed on an SEM microscope (Fig. 17) and an optical microscope (Fig. 20). It can be seen in the above images that the surface of the sample is an ordered lattice with cells 20 microns in size, which are formed upon implantation of silicon with copper ions in a given mode. In this case, the square cell represents the structure of porous silicon shown in FIG. 15 and 16. The walls between the square cells of the lattice consist of unirradiated single-crystal silicon.

При изготовлении дифракционной периодической микроструктуры на основе пористого кремния режимы ионной имплантации по параметрам имеют следующие ограничения, Е=5-100 кэВ, D - должна обеспечивать концентрацию вводимых атомов металла в облучаемой подложке кремния 2.5·1020-6.5·1023 атомов/см3, плотность тока ионного пучка J=2·1012-1·1014 ион/см2с и температура подложки во время облучения Т=15-450°C. За границами этих режимов не достигается необходимого технического результат, и качество изготовленных дифракционных периодических микроструктур на основе пористого кремния не будет соответствовать необходимым требованиям.In the manufacture of a periodic diffraction microstructure based on porous silicon, the ion implantation regimes according to the parameters have the following limitations, E = 5-100 keV, D - should provide the concentration of introduced metal atoms in the irradiated silicon substrate 2.5 · 10 20 -6.5 · 10 23 atoms / cm 3 , the current density of the ion beam J = 2 · 10 12 -1 · 10 14 ion / cm 2 s and the temperature of the substrate during irradiation T = 15-450 ° C. Beyond the boundaries of these regimes, the necessary technical result is not achieved, and the quality of the fabricated periodic diffraction microstructures based on porous silicon will not meet the necessary requirements.

Доза облучения определяется количеством атомов металлического вещества, необходимым для образования металлосодержащих наночастиц, формирование которых в облучаемой матрице вызывает порообразование кремния. Это условие, согласно нашим исследованиям зависимости появления пор на поверхности облучаемого кремния от дозы имплантации, выполняется при концентрациях атомов металла в объеме облучаемого материала порядка 2.5·1020 атомов/см3. При этом количество внедренной примеси не должно превышать той дозы, при которой начнется слипание растущих металлосодержащих наночастиц, приводящее к образованию сплошной металлосодержащей пленки, и по нашим оценкам составляет не более 6.5·1023 атомов/см3.The radiation dose is determined by the number of atoms of the metal substance necessary for the formation of metal-containing nanoparticles, the formation of which in the irradiated matrix causes pore formation of silicon. This condition, according to our studies of the dependence of the appearance of pores on the surface of the irradiated silicon on the implantation dose, is fulfilled at metal atom concentrations in the volume of the irradiated material of the order of 2.5 · 10 20 atoms / cm 3 . In this case, the amount of introduced impurity should not exceed the dose at which the adhesion of growing metal-containing nanoparticles begins, leading to the formation of a continuous metal-containing film, and according to our estimates, does not exceed 6.5 × 10 23 atoms / cm 3 .

Плотность тока в ионном пучке J определяет, с одной стороны, время набора дозы имплантации, а с другой стороны скорость нагрева облучаемого материала. Экспериментально установлено, что при превышении плотности ионного тока J=1·1014 ион/см2с разогрев локального поверхностного слоя кремния, приводящего к его плавлению, происходит настолько быстро, что формирование пор не происходит. Облучение с малой плотностью ионного тока нецелесообразно увеличивает время имплантации. Поэтому, минимальная плотность ионного тока ограничена величиной J=2·1012 ион/см2с.The current density in the ion beam J determines, on the one hand, the time of implantation dose set, and on the other hand, the heating rate of the irradiated material. It was experimentally established that when the ion current density is exceeded J = 1 · 10 14 ion / cm 2 s, heating of the local surface silicon layer, leading to its melting, occurs so quickly that pore formation does not occur. Irradiation with a low ion current density does not expediently increase the implantation time. Therefore, the minimum ion current density is limited to J = 2 · 10 12 ion / cm 2 s.

Энергия иона Е обуславливает величину его среднего проекционного пробега, которое определяет глубину залегания имплантированного иона, а, следовательно, толщину модифицированного слоя и дифракционной периодической микроструктуры. Сверху энергия ускорения иона ограничена величиной E=100 кэВ, поскольку при увеличении данной энергии происходит столь глубокое проникновение имплантированных ионов металла, что зарождение пористого слоя будет происходить не на поверхности, а в глубине облучаемой подложки. Ограничение снизу величиной Е=5 кэВ связано с тем, что при дальнейшем уменьшении Е не удается получить достаточно крупные элементы структуры кремния, что бы характеризовать их как поры, а наблюдается лишь распыление его поверхностного слоя [7].The energy of the ion E determines the value of its average projection range, which determines the depth of the implanted ion, and, consequently, the thickness of the modified layer and the diffraction periodic microstructure. From above, the ion acceleration energy is limited to E = 100 keV, since with an increase in this energy the implanted metal ions penetrate so deeply that the nucleation of the porous layer will occur not on the surface, but in the depth of the irradiated substrate. The lower limit for E = 5 keV is due to the fact that with a further decrease in E, it is not possible to obtain sufficiently large elements of the silicon structure to characterize them as pores, but only sputtering of its surface layer is observed [7].

Температура облучаемой подложки Т определяет, эффективность гетеррирования (собирания) имплантированных ионов переходных и благородных металлов в металлосодержащие наночастицы. При температуре ниже T=20°C, скорость диффузии внедренных ионов металла столь невелика, что образования металлосодержащих наночастиц не происходит. С другой стороны, скорость диффузии ионной примеси металла при температуре более T=450°C столь высока, что происходит скоротечный отток примеси из имплантированного приповерхностного слоя облучаемого кремния вглубь образца, что неминуемо ведет к снижению концентрации примеси, недостижения ей предела растворимости и, как следствие, невозможности зарождения и роста металлосодержащих наночастиц.The temperature of the irradiated substrate T determines the efficiency of heterogenization (collection) of the implanted ions of transition and noble metals into metal-containing nanoparticles. At temperatures below T = 20 ° C, the diffusion rate of embedded metal ions is so low that the formation of metal-containing nanoparticles does not occur. On the other hand, the diffusion rate of an ionic metal impurity at a temperature above T = 450 ° C is so high that a transient outflow of the impurity from the implanted surface layer of irradiated silicon deep into the sample occurs, which inevitably leads to a decrease in the concentration of the impurity, not reaching its solubility limit and, as a result , the impossibility of nucleation and growth of metal-containing nanoparticles.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет изготавливать дифракционные периодические микроструктуры на основе пористого кремния нехимическим способом и при использовании различных типов металлов.Compared with the prototype, the proposed method allows to produce periodic diffraction microstructures based on porous silicon in a non-chemical way and using various types of metals.

Список цитируемой литературыList of references

1. Дифракционная оптика и нанофотоника. Ред. Сойфер В.А. М.: Физматлид, 2014.1. Diffraction optics and nanophotonics. Ed. Soifer V.A. M .: Fizmatlid, 2014.

2. Ванштейн Ю.С., Горячев Д.Н., Кен О.С., Сресели О.М. Поверхностные плазмон-поляритоны в композитной системе пористый кремний-золото. ФТП. 2015. Т. 49, Вып. 4. С. 453-458.2. Vanstein Yu.S., Goryachev D.N., Ken O.S., Sreseli O.M. Surface plasmon polaritons in a porous silicon-gold composite system. FTP. 2015.V. 49, Issue. 4.P. 453-458.

3. Ziegel J.F., Biersak J.P., Littmark U. The stopping and range of ions in solids. N.Y.: Pergamon, 1996.3. Ziegel J.F., Biersak J.P., Littmark U. The stopping and range of ions in solids. N.Y .: Pergamon, 1996.

4. Ищенко A.A., Фетисов Г.В., Асланов Л.А.: Нанокремний: свойства, получение, применение, методы исследования и контроля. М.: Физматлит, 2011. 573 с. 4. Ischenko A.A., Fetisov GV, Aslanov L.A .: Nanosilicon: properties, preparation, application, research and control methods. M .: Fizmatlit, 2011.573 s.

5. Kreibig U., Vollmer М. Optical properties of metal clusters. Berlin: Springer. 1995.5. Kreibig U., Vollmer M. Optical properties of metal clusters. Berlin: Springer. 1995.

6. Townsend P.D., Chandler P.J., Zhang L. Optical effects of ion implantation. Cambridge: Univ. Press. 1994.6. Townsend P.D., Chandler P.J., Zhang L. Optical effects of ion implantation. Cambridge: Univ. Press 1994.

7. Герасименко H., Пархоменко Ю. Кремний - материал наноэлектронике. М.: Техносфера, 2007. 276 с. 7. Gerasimenko H., Parkhomenko Yu. Silicon - material for nanoelectronics. M .: Technosphere, 2007.276 s.

Claims (1)

Дифракционная периодическая микроструктура на основе пористого кремния, содержащая подложку, выполненную из монокристаллического кремния с дифракционной периодической микроструктурой, отличающаяся тем, что сформированная дифракционная периодическая микроструктура на основе пористого кремния содержит ионно-синтезированные металлосодержащие наночастицы, диспергированные в приповерхностной области подложки на толщине слоя от 10 до 200 нм при концентрации металла 2.5·1020-6.5·1023 атомов/см3. A porous silicon-based periodic diffraction microstructure containing a substrate made of single crystal silicon with a diffraction periodic microstructure, characterized in that the porous silicon-based diffraction periodic microstructure contains ion-synthesized metal-containing nanoparticles dispersed in the surface region of the substrate to 10 from a layer thickness 200 nm at a metal concentration of 2.5 · 10 20 -6.5 · 10 23 atoms / cm 3 .
RU2015110731/28A 2015-03-25 2015-03-25 Diffraction periodic microstructure based on porous silicon RU2597801C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015110731/28A RU2597801C1 (en) 2015-03-25 2015-03-25 Diffraction periodic microstructure based on porous silicon

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015110731/28A RU2597801C1 (en) 2015-03-25 2015-03-25 Diffraction periodic microstructure based on porous silicon

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2597801C1 true RU2597801C1 (en) 2016-09-20

Family

ID=56937746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015110731/28A RU2597801C1 (en) 2015-03-25 2015-03-25 Diffraction periodic microstructure based on porous silicon

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2597801C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2047877C1 (en) * 1992-01-15 1995-11-10 Мосиенко Сергей Александрович Method of making and diffraction device for ir-radiation
RU59846U1 (en) * 2006-07-07 2006-12-27 Центр естественно-научных исследований Института общей физики им. А.М. Прохорова Российской Академии Наук (ЦЕНИ ИОФРАН) DIFFRACTION STRUCTURE
US8349617B2 (en) * 2009-05-29 2013-01-08 Vanderbilt University Optical sensor comprising diffraction gratings with functionalized pores and method of detecting analytes using the sensor
RU2541495C1 (en) * 2013-12-27 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского Казанского научного центра Российской Академии наук (КФТИ КазНЦ РАН) Diffraction grating

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2047877C1 (en) * 1992-01-15 1995-11-10 Мосиенко Сергей Александрович Method of making and diffraction device for ir-radiation
RU59846U1 (en) * 2006-07-07 2006-12-27 Центр естественно-научных исследований Института общей физики им. А.М. Прохорова Российской Академии Наук (ЦЕНИ ИОФРАН) DIFFRACTION STRUCTURE
US8349617B2 (en) * 2009-05-29 2013-01-08 Vanderbilt University Optical sensor comprising diffraction gratings with functionalized pores and method of detecting analytes using the sensor
RU2541495C1 (en) * 2013-12-27 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского Казанского научного центра Российской Академии наук (КФТИ КазНЦ РАН) Diffraction grating

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Abbarchi et al. Wafer scale formation of monocrystalline silicon-based mie resonators via silicon-on-insulator dewetting
KR102129862B1 (en) Metalens, manufacturing method thereof and optical device having the same
Galisteo et al. Self-assembly approach to optical metamaterials
Cho et al. Spectrally tunable infrared plasmonic F, Sn: In2O3 nanocrystal cubes
CN105068166B (en) A kind of preparation method of high linear density multiplayer films in EUV balzed grating,
Giordano et al. Plasmon hybridization engineering in self-organized anisotropic metasurfaces
Afify et al. Coloration of molybdenum oxide thin films synthesized by spray pyrolysis technique
Cheng et al. Epitaxial growth of optically thick, single crystalline silver films for plasmonics
Verre et al. Controlled in situ growth of tunable plasmonic self-assembled nanoparticle arrays
Higashino et al. Improving the plasmonic response of silver nanoparticle arrays via atomic layer deposition coating and annealing above the melting point
Cui et al. Low-temperature fabrication of single-crystal ZnO nanopillar photonic bandgap structures
Azhniuk et al. Formation of CdSe nanocrystals in Cd-doped thin arsenic selenide films under laser irradiation
RU2597801C1 (en) Diffraction periodic microstructure based on porous silicon
RU155283U1 (en) DIFFRACTION PERIODIC MICROSTRUCTURE BASED ON POROUS SILICON
Galyautdinov et al. Formation of a periodic diffractive structure based on poly (methyl methacrylate) with ion-implanted silver nanoparticles
RU2593912C1 (en) Method of diffraction periodic microstructure making based on porous silicon
Schlemmer et al. Thermal stability of micro‐structured selective tungsten emitters
RU140494U1 (en) DIFFRACTION GRATING
Chen et al. Flat metallic surface gratings with sub-10 nm gaps controlled by atomic-layer deposition
Kulchin et al. Modification of a new polymer photorecording material based on PMMA doped with 2, 2-difluoro-4-(9-antracyl)-6-methyl-1, 3, 2-dioxaborine by ultrashort pulses
Anderson et al. Formation and optical properties of metal nanoclusters formed by sequential implantation of Cd and Ag in silica
RU2561197C1 (en) Polymer based diffraction grating
RU2566371C1 (en) Method of making polymer-based diffraction grating
RU2544873C1 (en) Method of making diffraction grating
RU166144U1 (en) DIAMOND DIFFERENCE GRILLE