低エネルギーガリウムイオン衝撃によるシリコン表面のリップル形成の調査

表面法線に対して60°～80°の入射角で、2 kVガリウムイオンによりSi(111)単結晶上に規則的な波状パターンが作製された。構造化された表面の特性波長と表面粗さは、それぞれ35～75 nmおよび0.5～2.5 nmと決定された。作製された周期構造の局所傾斜分布も研究された。これらのトポグラフィー結果をBradley–Harperモデルの予測と比較した。アモルファス化された表面層を分光エリプソメータで調査した。結果によると、アモルファス化された厚さはイオン入射角の関数として8 nm～4 nmの範囲で変化した。構造化された表面の反射率をエリプソメトリー結果を用いてシミュレーションし、リフレクトメータで測定した。スペクトルに基づき、波長460 nmにおいてSi(111)上で45%～50%の範囲で反射率の制御された変調を達成できる。測定結果によると、シリコンの特性サイズ（周期性および振幅）と光学特性は、所定の入射角範囲での低エネルギー集束イオン照射により微調整が可能である。