Физика низкоразмерных структур

Структура поверхностного слоя и пропускание света сапфиром после распыления в ВЧ разряде в смеси H$_2$–N$_2$

А. Е. Городецкий^a, Л. А. Снигирев^b, А. В. Маркин^a, В. Л. Буховец^a, Т. В. Рыбкина^a, Р. Х. Залавутдинов^a, А. Г. Раздобарин^b, Е. Е. Мухин^b, А. М. Дмитриев<sup>b

a</sup> Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН, 119071 Москва, Россия
^b Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, 194021 Санкт-Петербург, Россия

Аннотация: Исследованы изменения в структуре поверхностных слоев и в пропускании света после распыления пластин лейкосапфира с ориентацией ($c$-(0001)) в ВЧ разряде 90%H$_2$–10%N$_2$. После удаления слоя толщиной около 300 nm (время распыления 12 h)/число царапин, остававшихся после механической полировки, существенно уменьшилось, однако величина среднеквадратичной шероховатости пластины осталась неизменной. Согласно данным просвечивающей электронной микроскопии, в приповерхностной области толщиной 50–60 nm сформировалась двухслойная структура, состоящая из внешнего 10 nm аморфизированного слоя и внутреннего кристаллического слоя толщиной 40–50 nm с высокой плотностью дефектов. Пропускание света в интервале длин волн 400–1000 nm или несколько возрастало, или оставалось низменным. Продемонстрированная стабильность светопропускания пластин $c$-(0001) при экспозиции в ВЧ разряде в смеси 90%H$_2$–10%N$_2$ позволяет считать рассматриваемую методику очистки перспективной для использования в восстановлении светопропускания защитных окон перед первым зеркалом в диагностике томсоновского рассеяния в строящемся токамаке ИТЭР.

Ключевые слова: лейкосапфир, высокочастотный разряд, водород, азот, структура поверхностного слоя, пропускание света, просвечивающая электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия.

Поступила в редакцию: 15.04.2022
Исправленный вариант: 27.05.2022
Принята в печать: 28.05.2022

DOI: 10.21883/JTF.2022.10.53252.108-22

Реферативные базы данных:

•