Исследованы фазовый состав и электронное строение композитных пленок Al-Si вблизи состава Al0.75Si0.25 на подложке Si(100), полученных магнетронным и ионно-лучевым напылением. При магнетронном напылении в поликристаллической Al матрице образуются нанокристаллы кремния размерами ~25 нм и упорядоченный твердый раствор Al3Si кубической сингонии Рm3m с параметром примитивной ячейки a = 4.085Е. Пленки, полученные ионно-лучевым напылением, однофазны и содержат только упорядоченный твердый раствор Al3Si.
При этом образование фазы Al3Si сопровождается изменением характера распределения плотности Al 3s-состояний. Вместо параболического характера роста плотности состояний в нижней и средней части валентной зоны (как в чистом металле) наблюдается почти линейный. Аналогичный эффект отмечается для Si 3s-состояний.
Кроме того, взаимодействие атомов Al и Si приводит к уменьшению плотности Al 3s-состояний вблизи уровня Ферми в результате перехода части электронов на более электроотрицательные атомы кремния.
Селективное вытравливание алюминия в случае магнетронной пленки приводит к формированию нанопористой губчатой структуры, а для ионно-лучевой пленки селективное травлениене приводит к появлению развитой морфологии, что подтверждает ее однофазность.
Последующий импульсный фотонный отжиг (ИФО) ионно-лучевых пленок дозами 145-216Дж/см2 приводит к частичному распаду фазы Al3Si с формированием металлического алюминия и нанокристаллов кремния с размерами 50-100нм в зависимости от дозы ИФО. Последующее травление образца, подвергнутого ИФО, ведет к получению развитой нанопористой структуры.