Конденсированные среды и межфазные границы (Oct 2024)
Формирование нанокристаллов серебра в композитных пленках Ag-Si, полученных ионно-лучевым распылением
Abstract
Наноструктурированные композитные пленки на основе Ag-Si, содержащие наночастицы серебра, используются в качестве материала SERS-подложек (Surface-enhanced Raman spectroscopy), плазмонных отражателей, наноплазмонных сенсоров, устройств нелинейной оптики, мемристорных структур и т. д. Широкое применение нанокомпозитных пленок на основе Ag-Si приводит к необходимости развития простых и доступных методов их получения, совместимых с полупроводниковой технологией. Поэтому настоящая работа посвящена получению нанокомпозитной пленки Ag80Si20 с высоким содержанием серебра (80 ат. %) методом ионно-лучевого распыления с одновременным контролем морфологии, структуры, фазового состава и электрических свойств получаемого образца. В результате комплексных исследований рентгеновской дифракции, ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии, РЭМ и АСМ микроскопии установлено, что пленка представляет собой нанокомпозитный материал на основе серебряных наночастиц со средним размером ~15÷30 нм. При этом некоторые наночастицы серебра находятся в непосредственном контакте, в то время как часть Ag наночастиц изолированы друг от друга оболочкой из диоксида кремния SiO2 и аморфного кремния a-Si. Такая наногранулированная структура пленки Ag80Si20 обуславливает наличие в исследуемом образце эффекта переключения из высокоомного состояния (880 Ом) в низкоомное (~1 Ом) под действием напряжения ~0.2 В в результате образования проводящих мостиков (филаментов) из атомов Ag в слое диэлектрика между серебряным гранулами
Keywords
