Команда исследователей поделилась с научным сообществом текущими результатами проекта, посвященного формированию микро- и наноструктур методом фокусированного ионного пучка
Метод фокусированного ионного пучка (ФИП) – пример наноструктурирования поверхностей при помощи заряженных частиц, своего рода литография: наноразмерный ионный зонд перемещается по образцу и локально удаляет материал. Преимущество ФИП состоит в том, что он позволяет изготавливать объекты заданной формы на подложках из практически любого материала – это делает метод перспективным для оптических приложений. В качестве подложки, как правило, используется диоксид кремния, при этом к формируемым в нем структурам предъявляются высокие требования по точности изготовления, которым достаточно трудно соответствовать вследствие сложности процессов взаимодействия ФИП с веществом.
«Применение компьютерного моделирования существенно ускоряет и упрощает процесс формирования таких микро- и наноструктур, – говорит руководитель проекта и один из авторов статьи, кандидат физико-математических наук, доцент Института физики и прикладной математики (ИФПМ) НИУ МИЭТ, старший научный сотрудник Научно-исследовательской лаборатории электронной микроскопии (НИЛ ЭМИ) Александр Румянцев. – Так, наша статья описывает моделирование создания структур заданной формы в диоксиде кремния методом фокусированного ионного пучка. Это достаточно трудоемкая задача, подобные расчеты ранее выполнялись только для гораздо более изученного случая монокристаллического кремния».
Экспериментальные исследования проводились в НИЛ ЭМИ на электронно-ионном микроскопе Helios NanoLab 650, затем параметры полученных структур изучали методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии, в том числе на микроскопе TitanThemis 200.
«Расчеты выполнялись с помощью высокоэффективного метода функций уровня, на основе экспериментально установленных закономерностей, связанных с особенностями распыления и переосаждения атомов подложки, а также отражения ускоренных ионов при взаимодействии с поверхностью материала. Сравнение результатов расчета с экспериментальными данными показало эффективность предложенного подхода», – поясняет Александр Румянцев.
Проект год назад получил грант Российского научного фонда (Грант РНФ № 21-79-00197) в рамках конкурса «Проведение инициативных исследований молодыми учеными». Промежуточные результаты исследования, полученные за первый год реализации проекта, стали темой научной публикации «Study of silicon dioxide focused ion beam sputtering using electron microscopy imaging and level set simulation», которая вышла в ведущем европейском журнале Vacuum. Издание индексируется в базах данных Scopus и Web of Science и входит в первый квартиль (Q1) по Scimago Journal Rank (SJR).
Фото: сайт МИЭТ