Формирование границы раздела при послойном росте Cr, Co и Fe на Si(111)

• Автор: Ильященко, Владимир Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 110 с. : ил.

1. Исследование механизма роста и свойств тонких пленок

переходных металлов на кремнии (Литературный обзор)

1.1. Рост, структура и морфология нанослоев Со, Сг и Fe

на кремнии

1.2. Электрофизические характеристики нанослоев

переходных металлов на кремнии

2. Экспериментальное оборудование и методы исследования

2.1. Экспериментальная установка

2.2. Подготовка подложек и образцов

2.3. Методика осаждения металлов

2.4. Оценка температуры косвенного нагрева образца от

исто чн ика металла 4
2.5. Оже- электронная спектроскопия, спектроскопия характеристических потерь энергии электронов и
дифракция медленных электронов
2.6. Электрофизические измерения
3. Исследование влияния условий роста на формирование границы
раздела
3.1. Рост кобальта на Si(l 11)
3.2. Рост хрома на Si(lll)
3.3. “Ex situ” измерения электрофизических свойств
гетеросистем кобальт/ Si(lll) и хром/ Si(l 11)
3.4. Рост железа на Si(l 11)
4. Послойный рост кобальта на Si(lll): электронная структура и транспорт
4.1. Данные ЭОС: изменение состава пленки в процессе
послойного роста

4.2. Спектры ХПЭЭ и электронное распределение в пленках 83 кобальта на Si(lll).
4.3. “In situ” исследование проводимости в пленках кобальта
на Si(lll)
5. Исследование влияния модификации состояния поверхности Si(111) на механизм роста нанослоев кобальта
5.1. Зависимости интенсивности Оже-пиков от толщины
5.2. Электронные Оже-спектры
5.3. Спектры характеристических потерь энергии
электронов
5.4. Зависимость проводимости от толщины
Заключение
Список литературы

Выбор переходных и магнитных металлов и их силицидов, как потенциальных материалов наноэлектроники, спинтроники и оптоэлектроники, обусловлен их стабильностью, способностью расти на кремнии с небольшим рассогласованием решеток, а также их металлическими, магнитными и полупроводниковыми свойствами. Рост и свойства нанослоев или сверхтонких, толщиной <1 нм, пленок немагнитных и магнитных переходных металлов на атомарно-чистой поверхности кремни с резкой границей раздела имеют фундаментальное и прикладное значение [5]. В таких тонких слоях можно ожидать формирование новых тонкопленочных нанофаз и новые свойства этих пленок вследствие квантоворазмерных эффектов и модификации их электронной структуры подложкой. С другой стороны, гетероструктуры на основе металлов и силицидов на кремнии расширяют функциональные возможности кремниевой микроэлектроники. Они находят применение в быстродействующих КМОП-интегральных схемах, в быстродействующих и перестраиваемых по длине волны ИК - фотоприемниках, для построения спин-управляемых транзисторов, наноэлектронных схем, а также терабитовых систем памяти с произвольной выборкой. Наноструктуры на основе силицидов представляют, кроме того, интерес для приборов оптоэлектроники (светодиоды и т.д.) и термоэлектроники (термоэлектрические преобразователи).
В последнее время этому направлению уделяется значительное внимание во всех ведущих мировых центрах по наноэлектронике и физике наноструктур, поскольку использование в дополнение к заряду еще и спина электрона делает информационные системы значительно более универсальными и мощными. В частности на приборах спинтроники предполагается построение квантовых компьютеров.
Одним из путей создания таких наноструктур является самоорганизующийся молекулярно-лучевой рост упорядоченных ансамблей объектов наноразмерной толщины (наноточек, нанопроволок) переходных магнитных металлов на наноструктурированной подложке кремния. Самоорганизация происходит вследствие селективного зарождения на упорядоченных центрах (ступени,

при этом
R-sina-A = R-cosa-tgy 2
R-cosa-tg(f3+y) = A+R-sina 2
где угол у равен
R ■ sin а - А ~ ш
у - actg
R •cos a
подставляя все известные значения в формулу 2.10 получаем численное значение коэффициента передачи мощности
«в1й
К :

■Ё)

( . 1 sin а
cos а

sin а

cosar
day. j
f ■ 5
sinar
ar - actg 12
cos a

sin a

cosar

= 0.0092695

Умножая полученный коэффициент на мощность излучаемую источником для соответствующих значений температур, получаем мощность идущую на нагрев подложки.
Далее, для оценки максимальной температуры образца при импульсном нагреве, получили зависимость температуры образца от времени нагрева постоянной мощностью (импульсом мощности прямоугольной формы). Но поскольку напыление, а соответственно и нагрев образца осуществлялись импульсами сложной формы, то для каждого импульса была рассчитана эффективная длительность прямоугольного импульса. Для импульса с передним фронтом 1 секунда и амплитудой 70 % от стационарной длительность