Формирование Металлических Наноостровков При Электронном Облучении Тонкой Пленки Золота На Стекле

Abstract

Экспериментально показано, что локальное облучение тонкой пленки золота на поверхности стекла электронами с энергией 5 keV привело к увеличению толщины пленки в облученной зоне. При локальном облучении пленки электронами с энергией 25 keV произошло уменьшение толщины пленки в облученной зоне и появление золотого кольца по периметру этой зоны. При высокой плотности электронного тока утолщения пленки приобрели форму фрактальных наноструктур. Причиной наблюдаемых эффектов явились формирование области отрицательного заряда на поверхности стекла или в его объеме и миграция положительных ионов золота в эту область. [17,19,20]. Основны-ми механизмами, приводящими к таким эффектам, явля-ются разрыв быстрыми электронами сетки стекла, фор-мирование отрицательного заряда вблизи поверхности стекла и полевая миграция подвижных положительных ионов металла в область отрицательного заряда [19].Настоящая работа посвящена исследованию особен-ностей воздействия электронного луча с энергиями электронов 5 и 25 keV на тонкие пленки золота на поверхности силикатных стекол при наномасштабном размере области экспонирования. Методика экспериментовВ экспериментах использовались полированные пла-стины из натриево-силикатного (soda-lime) стекла. Плен-ки золота толщиной 50 nm напылялись на поверхность стекла методом вакуумного осаждения. Облучение элек-тронами проводилось с помощью сканирующего элек-тронного микроскопа (SEM) Carl Zeiss Neon 40 EsB. Энергия электронов составляла E = 5 и 25 keV, доза электронного облучения Q = 65 mC/cm 2 при плотности электронного тока j = 100 A/cm 2 и 5.6 kA/cm 2 . Облу-ченная зона на поверхности пленки в форме круга диаметром 400 nm формировалась путем сканирования электронным лучом диаметром 3 nm. Облучение про-водилось при комнатной температуре. Тепловой расчет показал, что при облучении приповерхностные слои стекла нагреваются до 100• C при E = 5 keV и 150• C при E = 25 keV. Перед электронным облучением плен-ка золота заземлялась для обеспечения стока поверх-ностного заряда. После электронного облучения про-306