Физическая электроника

Стратификация границы раздела Fe/Si(001)2$\times$1 отжигом смачивающего слоя

Н. И. Плюснин

Военная орденов Жукова и Ленина Краснознаменная академия связи им. маршала Советского Союза С.М. Буденного Министерства обороны РФ, 194064 Санкт-Петербург, Россия

Аннотация: Исследование границы раздела Fe/Si(001)2$\times$1 в процессе ее формирования проводили методами дифракции медленных электронов (LEED), спектроскопии оже-электронов (AES), спектроскопии потерь энергии электронов (EELS) (все in-situ) и после выгрузки из камеры – методом атомно-силовой микроскопии (AFM). Пленки Fe на Si(001)2$\times$1 получали при температурах подложки и источника 30$^\circ$С и соответственно 1250$^\circ$С. Смачивающий слой (WL) Si(001)2$\times$1-Fe формировали отжигом на стадиях роста 1 монослой (ML) и 3 ML при температурах 500$^\circ$C и соответственно 250$^\circ$C. Анализ и интерпретация полученных данных с учетом возможных схем поверхностных реакций показал, что после отжига при толщине 1 ML состав слоев (сверху вниз) пленки Fe соответствовал 2 ML Si/Fe. А с увеличением толщины до 2 ML он изменился на Fe/Si/Fe и до 3 ML на Fe–FeSi. Затем после отжига пленки толщиной 3 ML он изменился на FeSi. При 4 ML произошло формирование двухслойной пленки FeSi/FeSi$_2$. И далее при 7 ML и 10 ML состав слоев пленки изменился на Fe$_3$Si/FeSi$_2$ и соответственно Fe/Fe$_3$Si/FeSi$_2$. При этом верхний слой Fe$_3$Si при 7 ML покрылся 0.6 ML сегрегированного Si. А верхний слой Fe при 10 ML после осаждения и отжига при 250$^\circ$С покрылся 0.3 ML и соответственно 0.6 ML сегрегированного Si. В последней пленке Fe, латеральный размер зерен и средняя высота рельефа пленки составили 10–20 nm и соответственно $\sim$0.4 nm.

Ключевые слова: граница раздела, смачивающий слой, многослойная пленка, состав слоев, схемы поверхностных реакций, Fe, Si(001)2$\times$1.

Поступила в редакцию: 26.07.2022
Исправленный вариант: 27.09.2022
Принята в печать: 05.10.2022

DOI: 10.21883/JTF.2023.01.54076.191-22

Реферативные базы данных:

•