Методами ультрамягкой рентгеновской спектроскопии, в том числе с использованием синхротронного излучения, а также спектральной эллипсометрии проведены исследования электронного строения и структуры поверхностных слоев пластин монокристаллического кремния, подвергнутых низкоэнергетической ионно−плазменной обработке в атмосфере водорода и аргона. Показано, что в результате такой обработки формируются поверхностные слои оксида кремния с толщиной больше толщины естественного оксида. При этом поверхностные (несколько нанометров) слои пластин содержат «элементарный» кремний в разупорядоченном (аморфном) состоянии. Сделано предположение о возможной кластеризации поверхностных слоев как результате обработки в плазме.

Работа выполнена при поддержке ФЦП «Научные и научно−педагогические кадры инновационной России» на 2009—2013 годы и ГКПНИ «Фотоника» Республики Беларусь.
Работа частично выполнена в Центре синхротронного излучения Университета Висконсин — Мэдисон (The Synchrotron Radiation Center, University Of Wisconsin — Madison), который поддерживается NSF (грант Тo. DMR−0537588).

1. Saad, A. M. Influence of low−temperature argon ion−beam treatment on the photovoltage spectra of standard Cz−Si wafers / A. M. Saad, O. V. Zinchuk, N. A. Drozdov, A. K. Fedotov, A. V. Mazanik // Solid State Phenomena. − 2008. − V. 131–133. − P. 333—338.

2. Zinchuk, O. Effect of the hydrogen and argon ion−beam treatments on the structural and electrical properties of Cz−Si wafers: Comparative study / O. Zinchuk, N. Drozdov, A. Fedotov, A. Mazanik, N. Krekotsen, V. Ukhov, J. Partyka, P. Wegierek, T. Koltunowicz // Vacuum. − 2009. − V. 83. − P. 99—102.
3. The stopping and range of ions in matter. Particle interactions with matter // http://www.srim.org/SRIM/SRIM2011.htm.
4. Зимкина, Т. М. Ультрамягкая рентгеновская спектроскопия / Т. М. Зимкина, В. А. Фомичев − Л. : Изд−во ЛГУ, 1971. − 132 c.
5. Домашевская, Э. П. Синхротронные исследования особенностей электронно−энергетического спектра кремниевых структур / Э. П. Домашевская, В. А. Терехов, В. М. Кашкаров, Э. Ю. Мануковский, С. Ю. Турищев, С. Л. Молодцов, Д. В. Вялых, А. Ф. Хохлов, А. И. Машин, В. Г. Шенгуров, С. П. Светлов, В. Ю. Чалков // ФТТ. − 2004. − Т. 46. − С. 335—340.
6. Kasrai, M. Sampling depth of total electron and fluorescence measurements in Si L− and K−edge absorption spectroscopy / M. Kasrai, W. N. Lennard, R. W. Brunner, G. M. Bancroft, J. A. Bardwell, K. H. Tan // Appl. Surf. Sci. − 1996. − V. 99. − P. 300—302.
7. Wang, K.−W. Ion implantation of Si by ¹²C, ²⁹Si, and ¹²⁰Sn: Amorphization and annealing effects / K.−W. Wang, W. G. Spitzer, G. K. Hubler, D. K. Sadana // J. Appl. Phys. − 1985. − V. 58. − P. 4553—4564.
8. Prussin, S. Formation of amorphous layers by ion implantation / S. Prussin, D. I. Margolese, R. N. Tauber // Ibid. − 1985. − V. 57. − P. 180—185.
9. Мосс, Т. Полупроводниковая оптоэлектроника / Т. Мосс, Г. Баррел, Б. Эллис − М. : Мир, 1976. − 432 с.
10. Terekhov, V. A. XANES, USXES and XPS investigations of electron energy and atomic structure peculiarities of the silicon suboxide thin film surface layers containing Si nanocrystals / V. A. Terekhov, S. Yu. Turishchev, K. N. Pankov, I. E. Zanin, E. P. Domashevskaya, D. I. Tetelbaum, A. N. Mikhailov, A. I. Belov, D. E. Nikolichev, S.Yu. Zubkov // Surface and Interface Analysis. − 2010. − V. 42. − P. 891—896.
11. Watanabe, M. Studies of multilayer structure in depth direction by soft X−ray spectroscopy / M. Watanabe, T. Ejima, N. Miyata, T. Imazono, M. Yanagihara // Nuclear Sci. and Techn. − 2006. − V. 17, N 5. − P. 257—267.