Формирование тонких пленок и наноструктур в системе Mn/Si(111)

• Автор: Азатьян, Сергей Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Формирование тонких пленок на границе раздела Мп/БДШ)

1.1 Введение

1.2 Поверхностная фаза 81(111)7x7

1.3 Нанокластеры и кольцевые кластеры на поверхности 81(111)

1.4 Марганец на поверхности 81(111)

1.5 Выводы

2 Экспериментальные методы исследования и подготовка эксперимента

2.1 Введение

2.2 Сверхвысоковакуумные исследовательские системы

2.3 Дифракция медленных электронов
2.4 Электронная оже-спектроскопия
2.5 Спектроскопия характеристических потерь энергии электронами
2.6 Сканирующая туннельная микроскопия
2.7 Приготовление образцов и получение атомарно-чистой поверхности 81(111)
2.8 Выводы
3 Влияние условий роста на формирование межфазовой границы марганец — кремний (111)
3.1 Введение
3.2 Экспериментальные данные

3.3 Обсуждение экспериментальных данных
3.4 Выводы
4 Формирование границы раздела Mn/Si(lll) при комнатной температуре
4.1 Введение
4.2 Экспериментальные данные
4.3 Обсуждение причины зависимости механизма роста марганца при разных
условиях напыления
4.4 Выводы
5 Формирование наноструктур марганец — кремний в результате отжига субмонослойных пленок Мп на Si(lll)
5.1 Введение
5.2 Морфология поверхности системы Mn/Si(lll)
5.2.1 Отжиг системы Mn/Si(lll) при 320°С
5.2.2 Отжиг системы Mn/Si(lll) при 370°С
5.2.3 Отжиг системы Mn/Si(lll) при 450°С
5.2.4 Отжиг системы Mn/Si(lll) при 550°С
5.2.5 «Фазовая диаграмма» системы Mn/Si(lll)
5.3 «Кристаллические» кластеры Мп: пирамидальные кластеры и кольцевые
кластеры
5.3.1 Пирамидальные кластеры марганца
5.3.2 Кольцевые кластеры марганца
5.4 Выводы
Общие выводы
Список литературы
Список сокращений
Введение
Актуальность темы исследования. В настоящее время идет постоянное наращивание возможностей и мощностей цифровых и электронно-вычислительных устройств. С другой стороны данное увеличение производительности таких устройств упирается в два, возможно самых основных, препятствия — невозможность бесконечного уменьшения размеров и невозможность постоянного повышения частоты, например, процессора компьютера. Оба этих препятствия связаны с выделением тепла. Несмотря на постоянное совершенствование технологии производства, направленное на решение этой проблемы (например, замена двуокиси кремния на двуокись гафния или внедрение атомов Се в решетку для создания напряженного слоя), физические принципы незыблемы, и достаточно скоро может возникнуть ситуация, при которой дальнейшее увеличение производительности вычислительных устройств будет невозможно без кардинального изменения принципов самой приборной составляющей данной техники. Возможная замена электронного носителя информации (когда в качестве регистрируемого значения выступает электрический ток) на сегодняшний день видится в использовании квантовых свойств частиц — носителей информации [1]. Одним из таких свойств является спин электрона.
Спинтроника (от спин и электроника) — это область квантовой электроники, в которой для физического представления информации наряду с зарядом используется спин частиц, связанный с наличием у них собственного механического момента. Использование спина электрона в качестве носителя информации может достаточно сильно

ш О 10
Положение, нм
Рис. 1.14. СТМ-изображения незаполненных состояний нанопроволок силицида марганца на поверхности Мп/31(111) (а) (ЮООхЮООнм2) и профиль вдоль черной линии (б). СТМ-изображение самой тонкой нанопроволоки представлено на (в), а ее трехмерная реконструкция на (г). (Взято из [92] и немного изменено). На (д) представлено СТМ-изображение сотонодоб-ного массива, состоящего из равноразмерных кластеров 1п и Мп. (Взято из [48] и немного изменено)
для образования силицида марганца такого типа. Результат напыления Мп на поверхность, покрытую магическими кластерами, также зависит от того, из какого вещества состоят магические кластеры и какой упорядоченный массив они формируют на поверхности 81(111)7x7. Если поверхность покрыта упорядоченным массивом магических кластеров алюминия (как на Рис.1.4а), то 1,5 МС марганца формируют кластеры (возможно чистого марганца) различного размера и формы, не разрушая массив магических кластеров алюминия [103]. При напылении же марганца при КТ на поверхность, покрытую массивом магических кластеров 1п (кластеры 1п лежат только в половинках ячеек 7x7 с дефектом упаковки), атомы Мп также формируют магические кластеры (сопоставимые по размеру и структуре с магическими кластерами 1п), которые лежат в половинках ячеек 7x7 без дефекта упаковки [48]. При покрытии марганца ~0,1 МС образуется сотоподобный массив, состоящий из магических кластеров индия и марганца, как показано на рисунке 1.14д.