저에너지 갈륨 이온 충돌에 의한 실리콘 표면 리플 형성 분석

표면 법선에 대해 60°~80°의 입사각에서 2 kV 갈륨 이온을 Si(111) 단결정에 조사함으로써 규칙적인 파형 구조를 형성하였습니다. 형성된 구조의 특성 파장과 표면 거칠기는 각각 35~75 nm와 0.5~2.5 nm 범위로 확인되었습니다. 또한 생성된 주기 구조의 국부 기울기 분포를 분석하였습니다. 이러한 표면 형상 결과는 Bradley–Harper 모델의 예측값과 비교하였습니다. 비정질화된 표면층은 분광 타원편광법을 이용하여 분석하였으며, 그 두께는 이온 입사각에 따라 약 4~8 nm 범위에서 변화하는 것으로 나타났습니다. 구조화된 표면의 반사율은 타원편광 측정 결과를 기반으로 시뮬레이션하고 반사율 측정기를 통해 실험적으로 검증하였습니다. 스펙트럼 분석 결과, 460 nm 파장에서 Si(111) 표면의 반사율을 약 45%~50% 범위 내에서 제어할 수 있음을 확인하였습니다. 측정 결과를 바탕으로, 주어진 입사각 범위에서 저에너지 집속 이온 조사에 의해 실리콘의 특성 크기(주기성 및 진폭)와 광학적 특성을 정밀하게 조절할 수 있음을 확인하였습니다.