Формирование низкоразмерного полупроводникового силицида магния и наногетероструктур на его основе

• Автор: Галкин, Константин Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 188 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Силицид магния: от толстых пленок к низкоразмерным

структурам

1.1. Силицид магния: формирование, структура и свойства

1.2. Наноразмерные кристаллиты, внедренные в чужеродную кристаллическую решетку: структура и свойства

1.3. Формирование границы раздела М£/81(111) и упорядоченных фаз магния на кремнии

1.4. Выводы

Глава 2. Методы исследования, аппаратура и методики

2.1. Методы исследования

2.1.1. Электронная Оже-спектроскопия (ЭОС) и Спектроскопия Характеристических Потерь Энергии Электронами (ХПЭЭ)
2.1.2. Дифракция Медленных Электронов (ДМЭ)
2.1.3. Атомная силовая микроскопия (АСМ)
2.1.4. Оптическая спектроскопия твердых тел
2.1.5. Дифференциальная отражательная спектроскопия (ДОС)
2.1.6. Спектроскопия комбинационного рассеяния света (КРС)
2.2. Экспериментальная аппаратура
2.3. Методы подготовки образцов и источников, роста структур, расчетов и моделирования оптических функций
2.3.1. Подготовка образцов и источников, контроль чистоты поверхности и схемы ростовых экспериментов
2.3.2. Методики расчета скорости по данным кварцевого датчика толщины, ЭОС и ХПЭЭ
2.3.3. Расчет оптических функций из спектров ДОС
2.3.3.1.Метод динамического эталона
2.3.3.2.Метод восстановленного эталона
Глава 3. Влияние условий роста на формирование границы
раздела Mg/Si(lll)
3.1. Влияние скорости осаждения магния на формирование границы
раздела М81(111)
3.1.1. Формирование границы раздела Mg/Si(l 11) по данным ЭОС
3.1.2. Формирование границы раздела Mg/Si(lll) при «малой» скорости осаждения Mg
3.1.3. Формирование границы раздела Mg/Si(l 11) при «средней» скорости осаждения Mg
3.1.4. Формирование границы раздела Mg/Si(lll) при «большой» скорости осаждения
3.2. Формирование двумерного упорядоченного слоя силицида магния со структурой %3-1130о по данным ДМЭ, ЭОС и ХПЭЭ
3.3. Влияние температуры подложки на формирование границы раздела М8Д111)
3.4. Термостабильность слоев магния и силицида магния на кремнии
3.4.1. ЭОС и ХПЭЭ исследования десорбции магния из пленок силицида магния на 81(111) методом изохронного отжига
3.4.2. ДОС и ХПЭЭ исследования десорбции магния из двумерного
слоя силицида магния со структурой УзЧ 3-1130° на 81(111) методом изотермического отжига
3.5. Модель двумерного упорядоченного силицида магния
3.6. Выводы
Глава 4. Рост кремния поверх силицида магния на 81(111):
морфология, структура и свойства
4.1. Рост кремния поверх наноразмерных островков силицида магния
на 81(111)
4.2. Рост многослойных гетероструктур со встроенными нанокристаллами силицида магния
4.3. ДОС, ХПЭЭ и АСМ исследования роста кремния на упорядоченном двумерном силициде магния со структурой УзА.3-
И30° на 81(111)
4.4. Термоэлектрические свойства кремния со встроенными НК Mg2Si
и двумерным силицидом магния
4.5. Выводы
Основные результаты и выводы
Литература
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ЭОС Электронная Оже Спектроскопия
хпээ Характеристические Потери Энергии Электронами
дмэ Дифракция Медленных Электронов
АСМ Атомная Силовая Микроскопия
ДОС Дифференциальная Отражательная Спектроскопия
КРС Комбинационное Рассеяние Света
ФЭС Фотоэлектронная Спектроскопия
РФЭС Рентгеновская Фотоэлектронная Спектроскопия
стм Сканирующая Туннельная Микроскопия
стс Сканирующая Туннельная Спектроскопия
ПФ Поверхностная Фаза
ж Наноразмерный Кристалл
ПИМЧДФ Приведенное Изменение Мнимой Части Диэлектрической
Функции

Для системы 1/81(100) различными авторами [67-70] было показано формирование одномерных «стержней» со структурами 2x2, 2x3 и 2хп, которые хаотично покрывают поверхность образца. В работах авторами были предложены структурные модели для этих «стержней». Однако, по данным фотоэлектронной спектроскопии все структуры, наблюдаемые для системы МБфЮО) являются упорядочением атомов магния на кремнии и не формируют силицидных связей.
Б. Ьее и др. [71] исследовали формирование границы раздела ]ф£/81(111) методами ЭОС, ДМЭ и СТМ. Авторы показали, что формирование границы раздела при скорости осаждения магния 0.1 МС/мин является различным при непрерывном и при ступенчатом (с временной разницей между осаждениями в 1 час) осаждении пленки. При многоступенчатом осаждении наблюдается следующая эволюция формирования границы раздела: 81(111)7x7 —> произвольная адсорбция атомов магния без разрушения ПФ 7x7 (Рис. 1.7а) —* аморфная пленка 1У281 —> островки металлического магния, от которых при покрытии 6 МС на ДМЭ картине наблюдаются рефлексы Mg(0001) 1x1. При непрерывном осаждении наблюдается следующая эволюция формирования границы раздела: 81(111) 7x7 —> двумерная пленка силицида магния со структурой УзУЗ-КЗО° —> плоские островки гексагональной формы металлического магния. Различие механизмов роста между двумя методами осаждения магния авторы объясняют разными плотностями потока атомов магния, т.к. считают, что коэффициенты диффузии атомов магния являются одинаковыми для различных методов осаждения (одно и многоступенчатом осаждении). Однако, в начале своей статьи авторы писали, что в двух экспериментах использовали одну и ту же скорость осаждения атомов магния (плотность потока), что противоречит с их выводом о разнице механизмов формирования границы раздела.
Рассмотрим более подробно процессы формирования границы раздела