低能离子束诱导单晶硅点状纳米结构与光学性能研究

使用微波回旋共振离子源，研究了低能Ar+束在不同入射角度下对旋转单晶硅（100）表面的刻蚀效果及其光学性能。结果表明：样品旋转、离子束能量为1000 eV、束流密度为265 μA/cm2、刻蚀时间为60 min时，在不同入射角度下，刻蚀后的样品表面可形成均匀的自组装点状结构。入射角度为0°～25°时，随着角度增加，样品表面粗糙度增大，点状结构有序性更强，光学透射率提高；继续增加入射角度，样品表面粗糙度及点状结构尺寸开始减小，光学透射率降低；增加入射角度到45°时，自组装点状结构消失，粗糙度和平均光学透射率达到最小值分别为0.83 nm和55.05%；进一步增加入射角度，样品表面再次出现自组织装点状结构，表面粗糙度急剧增大，入射角度在65°时，平均光学透射率达到极大值64.59%；此后，随着离子束入射角度的增加，表面粗糙度缓慢减小，光学透射率降低。自组织结构变化是溅射粗糙化和表面弛豫机制相互作用的结果。