Стратификация границы раздела Fe/Si(001)2x1 отжигом смачивающего слоя

Abstract

Исследование границы раздела Fe/Si(001)2x1 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)2x1 получали при температурах подложки и источника 30oС и соответственно 1250oС. Смачивающий слой (WL) Si(001)2x1-Fe формировали отжигом на стадиях роста 1 монослой (ML) и 3 ML при температурах 500oC и соответственно 250oC. 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/FeSi2. И далее при 7 ML и 10 ML состав слоев пленки изменился на Fe3Si/FeSi2 и соответственно Fe/Fe3Si/FeSi2. При этом верхний слой Fe3Si при 7 ML покрылся 0.6 ML сегрегированного Si. А верхний слой Fe при 10 ML после осаждения и отжига при 250oС 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 ~0.4 nm. Ключевые слова: граница раздела, смачивающий слой, многослойная пленка, состав слоев, схемы поверхностных реакций, Fe, Si(001)2x1.