ITMO
en/ en

ISSN: 1023-5086

en/

ISSN: 1023-5086

Научно-технический

Оптический журнал

Полнотекстовый перевод журнала на английский язык издаётся Optica Publishing Group под названием “Journal of Optical Technology“

Подача статьи Подать статью
Больше информации Назад

DOI: 10.17586/1023-5086-2023-90-04-48-56

УДК: 535.212

Влияние легирования молибденом на фотоиндуцированные изменения свойств плёнок сульфида мышьяка As3S7

Гресько В.Р., Капустина Е.В., Сергеев М.М., Вейко В.П., Крбал М., Провоторов П.С., Колобов А.В., Нестеров С.И.

Полный текст на elibrary.ru

Ссылка для цитирования:

Гресько В.Р., Капустина Е.В., Сергеев М.М., Вейко В.П., Крбал М., Провоторов П.С., Колобов А.В., Нестеров С.И. Влияние легирования молибденом на фотоиндуцированные изменения свойств плёнок As3S7 // Оптический журнал. 2023. Т. 90. № 4. С. 48–56. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-04-48-56

 

Gresko V.R., Kapustina E.V., Sergeev M.M., Veiko V.P., Krbal M., Provotorov P.S., Kolobov A.V., Nesterov S.I. Effect molybdenum doping on photoinduced changes in the properties of As3S7 films [In Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2023. V. 90. № 4. P. 48–56. http://doi.org/1023-5086-2023-90-04-48-56

Ссылка на англоязычную версию:

test

Аннотация:

Предмет исследования. В работе рассмотрены результаты исследования влияния концентрации металла Mo на изменение свойств плёнок As3S7 при воздействии непрерывного лазерного излучения. Цель работы. Исследование влияния концентрации металла Mo на фотопотемнение и возможность использования легированных плёнок As3S7 в качестве материала фоторезиста. Метод. Фотопотемнение плёнок проводилось под действием непрерывного излучения с длиной волны 445 нм, при помощи волоконного спектрофотометра измерялись спектры пропускания образцов. Используя оптический микроскоп, была исследована поверхность плёнок. Для изучения влияния облучения на свойства плёнок как фоторезиста использовалось излучение с длиной волны 532 нм и раствор C8H19N в C6H5CN в качестве растворителя. Основные результаты. Получено, что с ростом концентрации Mo уменьшалась степень фотопотемнения. Если в исходной плёнке пропускание падало на 10%, то при наибольшей концентрации металла изменение пропускания было близко к нулю. Показано также, что соотношение скоростей растворимости экспонированной и неэкспонированной плёнок становилось ниже при большей концентрации металла. Практическая значимость. Результаты данного исследования могут быть использованы для создания устройств, использующих изменение фазового состояния плёнок халькогенидного стекла.

 

Благодарность: работа выполнена за счёт гранта Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 19–53­26017) и Чешского научного фонда (грант 20­23392J).

Ключевые слова:

фотопотемнение, фоторезест, халькогениды, тонкие плёнки, лазерное воздействие, As3S7, молибден

Коды OCIS: 310.6188.

Список источников:
  1. Zhou T., Zhu Z., Liu X., Liang Z., Wang X. A review of the precision glass molding of chalcogenide glass (ChG) for infrared optics // Micromachines. 2018. V. 9. № 7. P. 337. https://doi.org/10.3390/mi9070337
  2. Jean P., Douaud A., LaRochelle S., Messaddeq Y., Shi W. Silicon subwavelength grating waveguides with high­index chalcogenide glass cladding // Optics Express. 2021. V. 29. № 13. P. 20851–20862. https://doi.org/10.1364/OE.430204
  3. Xu Y., Zhou Y., Wang X ­D., Zhang W., Ma E., Deringer V. L., Mazzarello R. Unraveling crystallization mechanisms and electronic structure of phase­change materials by large­scale Ab initio simulations // Advanced Materials. 2022. V. 34. № 11. P. 2109139. https://doi.org/10.1002/adma.202109139
  4. Orlik C., Levéillé S., Arnab S. M., Howansky A. F., Stavro J., Dow S., Kasap S., Tanioka K., Goldan A. H., Zhao W. Improved temporal performance and optical quantum efficiency of avalanche amorphous selenium for low dose medical imaging // Medical Imaging 2022: Physics of Medical Imaging. SPIE. 2022. V. 12031. P. 1179–1185. https://doi.org/10.1117/12.2611820
  5. Cao Y., Liu C., Jiang J., Zhu X., Zhou J., Ni J., Zhang J., Pang J., Rummeli M. H., Zhou W., Liu H., Cuniberti G. Theoretical insight into high­efficiency triple­junction tandem solar cells via the band engineering of antimony chalcogenides // Solar RRL. 2021. V. 5. № 4. P. 2000800. https://doi.org/10.1002/solr.202000800
  6. Chu K., Nan H., Li Q., Guo Y., Tian Y., Liu W. Amorphous MoS3 enriched with sulfur vacancies for efficient electrocatalytic nitrogen reduction // Journal of Energy Chemistry. 2021. V. 53. P. 132–138. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2020.04.074
  7. Nemanich R.J., Connell G.A.N., Hayes T.M., Street R.A. Thermally induced effects in evaporated chalcogenide films. I. Structure // Physical Review B. 1978. V. 18. № 12. P. 6900. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.18.6900
  8. Owen A.E., Firth A.P., Ewen P.J.S. Photo­induced structural and physico­chemical changes in amorphous chalcogenide semiconductors // Philosophical Magazine B. 1985. V. 52. № 3. P. 347–362. https://doi.org/10.1080/13642818508240606
  9. Shin S.Y., Kim H., Golovchak R., Cheong B.K., Jain H., Choi Y.G. Ovonic threshold switching induced local atomic displacements in amorphous Ge60Se40 film probed via in situ EXAFS under DC electric field // Journal of Non­Crystalline Solids. 2021. V. 568. P. 120955. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2021.120955
  10. Tsuchihashi S., Kawamoto Y. Properties and structure of glasses in the system As­S // Journal ofNon­Crystalline  Solids. 1971. V. 5. № 4. P. 286–305. https://doi.org/10.1016/0022­3093(71)90069­X
  11. Akola J., Jóvári P., Kaban I., Voleská I., Kolář J., Wágner T., Jones R.O. Structure, electronic, and vibrational properties of amorphous AsS2 and AgAsS2: Experimentally constrained density functional study // Physical Review B. 2014. V. 89. № 6. P. 064202. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.89.064202
  12. Andler J., Mathur N., Zhao F., Handwerker C. Assessing the potential environmental impact of Cu3AsS4 PV systems // 2019 IEEE 46th Photovoltaic Specialists Conference (PVSC). 2019. P. 1669–1674. https://doi.org/10.1109/PVSC40753.2019.8981146
  13. Stronski A., Paiuk O., Gudymenko A., Klad’Ko V., Oleksenko P., Vuichyk N., Lishchynskyy I., Lahderanta E., Lashkul A., Gubanova A., Krys’kov T. Effect of doping by transitional elements on properties of chalcogenide glasses // Ceramics International. 2015. V. 41. № 6. P. 7543–7548. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.02.077
  14. Kolobov A.V., Saito Y., Fons P., Krbal M. Structural metastability in chalcogenide semiconductors: the role of chemical bonding // Physica Status Solidi (b). 2020. V. 257. № 11. P. 2000138. https://doi.org/10.1002/pssb.202000138
  15. Krbal M., Prokop V., Cervinka V., Slang S., Frumarova B., Mistrik J., Provotorov P., Vlcek M., Kolobov A.V. The structure and optical properties of amorphous thin films along the As40S60­MoS3 tie­line prepared by spincoating // Materials Research Bulletin. 2022. V. 153. P. 111871. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2022.111871
  16. Kolobov A.V., Oyanagi H., Tanaka Ka., Tanaka K. Structural study of amorphous selenium by in situ EXAFS: Observation of photoinduced bond alternation // Phys. Rev. B55. 1997. P. 726. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.55.726
  17. Kolobov A.V., Kondo M., Oyanagi H., Durny R., Matsuda A., Tanaka Ka. Experimental evidence for negative correlation energy and valence alternation in amorphous selenium // Phys. Rev. B56. 1997. P. 485. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.58.12004
  18. Singh B., Beaumont S.P., Bower P.G., Wilkinson C.D.W. New inorganic electron resist system for high resolution lithography // Appl. Phys. Lett. 1982. V. 41. № 9. P. 889–891. https://doi.org/10.1063/1.93687
  19. Nesterov S., Boyko M., Krbal M., Kolobov A. On the ultimate resolution of As2S3­based inorganic resists // Journal of Non­Crystalline Solids. 2021. V. 563. P. 120816. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2021.120816