Исследование методом ДОБЭ начальных этапов эпитаксиального роста Mn5Ge3 на Si(111)
Яковлев И.А.
1, Лукьяненко А.В.
1, Тарасов А.С.
1, Варнаков С.Н.
11Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Красноярск, Россия
![Kirensky Institute of Physics, Federal Research Center KSC SB, Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russia](/images/e16.png)
Email: yia@iph.krasn.ru, lav@iph.krasn.ru, taras@iph.krasn.ru, vsn@iph.krasn.ru
Поступила в редакцию: 24 октября 2024 г.
В окончательной редакции: 14 декабря 2024 г.
Принята к печати: 15 декабря 2024 г.
Выставление онлайн: 11 февраля 2025 г.
Представлены результаты исследования кристаллической структуры интерфейсного слоя и морфологии поверхности, формирующихся в ходе роста тонкой пленки Mn5Ge3 на кремнии. Методом дифракции отраженных быстрых электронов была исследована динамика изменения фазового состава пленки на начальных этапах роста Mn5Ge3 на Si(111) 7x7 при 390oC. Анализ дифракционных данных осуществлялся совмещением экспериментальных картин и расчетных электронограмм для предполагаемых фаз, с учетом данных из равновесных фазовых диаграмм. Установлено, что при напылении 0.5 nm преобладает формирование силицида MnSi, а уже при толщине пленки 2.5 nm начинает формироваться Mn5Ge3 совместно с MnSi. Монофазная пленка Mn5Ge3 начинает расти только при толщине более 10 nm. С помощью атомно-силовой микроскопии показано, что при поддержании стехиометрического соотношения потоков Mn и Ge при дальнейшем росте на кремниевой подложке без буферного слоя реализуется послойный плюс островковый режим роста Странского-Крастанова. Ключевые слова: германид марганца, силицид марганца, тонкие пленки, дифракция электронов, ферромагнетики, молекулярно-лучевая эпитаксия, спинтроника.
- I. vZutic, J. Fabian, S. Das Sarma. Rev. Mod. Phys. 76, 2, 323 (2004). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.76.323
- A. Hirohata, K. Yamada, Y. Nakatani, I.-L. Prejbeanu, B. Dieny, P. Pirro, B. Hillebrands. J. Magn. Magn. Mater. 509, 166711 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2020.166711
- R. Jansen. Nature Mater. 11, 5, 400 (2012). https://doi.org/10.1038/nmat3293
- V.V. Ustinov, I.A. Yasyulevich, N.G. Bebenin. Phys. Met. Metallogr. 124, 14, 1745 (2023)
- Н.Г. Бебенин. Письма в ЖЭТФ 118, 5, 338 (2023). [N.G. Bebenin. JETP Lett. 118, 5, 336 (2023).]
- Л.А. Фомин, И.В. Маликов, В.А. Березин. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования 16, 7, 11 (2022). [L.A. Fomin, I.V. Malikov, V.A. Berezin. J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech. 16, 4, 448 (2022).]
- В.В. Марченков, В.Ю. Ирхин. Физика металлов и металловедение 122, 12, 1221 (2021). [V.V. Marchenkov, V.Y. Irkhin. Phys. Metals Metallogr. 122, 12, 1133 (2021).]
- А.С. Самардак, А.Г. Колесников, А.В. Давыденко, М.Е. Стеблий, А.В. Огнев. Физика металлов и металловедение 123, 3, 260 (2022). [A.S. Samardak, A.G. Kolesnikov, A.V. Davydenko, M.E. Steblii, A.V. Ognev. Phys. Metals Metallogr. 123, 3, 238 (2022).]
- В.Д. Бучельников, Д.Р. Байгутлин, В.В. Соколовский, О.Н. Мирошкина. Физика металлов и металловедение 124, 2, 126 (2023). [V.D. Buchelnikov, D.R. Baigutlin, V.V. Sokolovskiy, O.N. Miroshkina. Phys. Metals Metallogr. 124, 2, 118 (2023).]
- A.S. Tarasov, I.A. Tarasov, I.A. Yakovlev, M.V. Rautskii, I.A. Bondarev, A.V. Lukyanenko, M.S. Platunov, M.N. Volochaev, D.D. Efimov, A.Yu. Goikhman, B.A. Belyaev, F.A. Baron, L.V. Shanidze, M. Farle, S.N. Varnakov, S.G. Ovchinnikov, N.V. Volkov. Nanomater. 12, 1, 131 (2022). https://doi.org/10.3390/nano12010131
- A. Spiesser, I. Slipukhina, M.-T. Dau, E. Arras, V.L. Thanh, L. Michez, P. Pochet, H. Saito, S. Yuasa, M. Jamet, J. Derrien. Phys. Rev. B 84, 16, 165203 (2011). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.84.165203
- Y. Kim, K.H. Kang, J.H. Kim, E.J. Kim, K. Choi, W.B. Han, H.-S. Kim, Y. Oh, C.S. Yoon. J. Alloys Compd 644, 464 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.05.061
- Songlin, Dagula, O. Tegus, E. Bruck, F.R. de Boer, K.H.J. Buschow. J. Alloys Compd 337, 1-2, 269 (2002)
- J. Tang, C.-Y. Wang, L.-T. Chang, Y. Fan, T. Nie, M. Chan, W. Jiang, Y.-T. Chen, H.-J. Yang, H.-Y. Tuan, L.-J. Chen, K.L. Wang. Nano Lett. 13, 9, 4036 (2013)
- R.P. Panguluri, C. Zeng, H.H. Weitering, J.M. Sullivan, S.C. Erwin, B. Nadgorny. Physica Status Solidi B 242, 8, R67 (2005). https://doi.org/10.1002/pssb.200510030
- A. Spiesser, H. Saito, R. Jansen, S. Yuasa, K. Ando. Phys. Rev. B 90, 20, 205213 (2014). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.90.205213
- A. Berche, J.C. Tedenac, P. Jund. Intermetallics 47, 23 (2014). https://doi.org/10.1016/j.intermet.2013.12.009
- R.C. de Oliveira, D. Demaille, N. Casaretto, Y.J. Zheng, M. Marangolo, D.H. Mosca, J. Varalda. J. Magn. Magn. Mater. 539, 168325 (2021). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2021.168325
- D.D. Dung, D. Odkhuu, L.T. Vinh, S.C. Hong, S. Cho. J. Appl Phys. 114, 7, 073906 (2013). https://doi.org/10.1063/1.4817372
- M. Petit, L. Michez, C.-E. Dutoit, S. Bertaina, V.O. Dolocan, V. Heresanu, M. Stoffel, V.L. Thanh. Thin Solid Films 589, 427 (2015)
- A. Spiesser, V.L. Thanh, S. Bertaina, L.A. Michez. Appl. Phys. Lett. 99, 12, 121904 (2011)
- B.T. Yasasun, A.C. Onel, I.G. Aykac, M.A. Gulgun, L.C. Arslan. J. Magn. Magn. Mater. 473, 348 (2019)
- I. Yakovlev, I. Tarasov, A. Lukyanenko, M. Rautskii, L. Solovyov, A. Sukhachev, M. Volochaev, D. Efimov, A. Goikhman, I. Bondarev, S. Varnakov, S. Ovchinnikov, N. Volkov, A. Tarasov. Nanomater. 12, 24, 4365 (2022). https://doi.org/10.3390/nano12244365
- A.S. Tarasov, S.V. Komogortsev, A.V. Lukyanenko, I.A. Yakovlev, I.A. Tarasov, A.L. Sukhachev, M.V. Rautskii, L.A. Solovyov, T.A. Andryushchenko, I.A. Bondarev, S.N. Varnakov, N.V. Volkov. J. Mater. Sci. 59, 21, 9423 (2024). https://doi.org/10.1007/s10853-024-09755-6
- М.В. Рауцкий, А.В. Лукьяненко, С.В. Комогорцев, И.А. Соболев, Л.В. Шанидзе, И.А. Бондарев, М.А. Бондарев, Е.В. Еремин, И.А. Яковлев, А.Л. Сухачев, М.С. Молокеев, Л.А. Соловьев, С.Н. Варнаков, С.Г. Овчинников, Н.В. Волков, А.С. Тарасов. Физика металлов и металловедение (2024). В печати
- A.S. Tarasov, A.V. Lukyanenko, I.A. Tarasov, I.A. Bondarev, T.E. Smolyarova, N.N. Kosyrev, V.A. Komarov, I.A. Yakovlev, M.N. Volochaev, L.A. Solovyov, A.A. Shemukhin, S.N. Varnakov, S.G. Ovchinnikov, G.S. Patrin, N.V. Volkov. Thin Solid Films 642, 20 (2017). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2017.09.025
- I.A. Tarasov, M.A. Visotin, T.V. Kuznetzova, A.S. Aleksandrovsky, L.A. Solovyov, A.A. Kuzubov, K.M. Nikolaeva, A.S. Fedorov, A.S. Tarasov, F.N. Tomilin, M.N. Volochaev, I.A. Yakovlev, T.E. Smolyarova, A.A. Ivanenko, V.I. Pryahina, A.A. Esin, Y.M. Yarmoshenko, V.Ya. Shur, S.N. Varnakov, S.G. Ovchinnikov. J. Mater. Sci. 53, 10, 7571 (2018). https://doi.org/10.1007/s10853-018-2105-y
- A.S. Tarasov, A.V. Lukyanenko, I.A. Yakovlev, I.A. Tarasov, I.A. Bondarev, A.L. Sukhachev, L.V. Shanidze, D.A. Smolyakov, S.N. Varnakov, S.G. Ovchinnikov, N.V. Volkov. Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 87, Suppl. 1, S127 (2023)
- И.А. Яковлев. Гос. рег. прогр. для ЭВМ 2018611121. Программа для расчета картин дифракции электронов от кубического кристалла (2017)
- Н.П. Лякишев. Диаграммы состояния двойных металлических систем: справочник в 3-х т. Машиностроение, М. (1997)
- A. Ichimiya, P.I. Cohen. Reflection high-energy electron diffraction. University Press, Cambridge, UK (2004). 353 p
- D. Necas, P. Klapetek. Ultramicroscopy 124, 13 (2013). https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2012.08.002
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.