Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2025
Идентификатор DOI: 10.61011/FTT.2025.01.59767.276
Ключевые слова: manganese germanide, Manganese silicide, thin films, electron diffraction, ferromagnets, molecular beam epitaxy, spintronics, германид марганца, силицид марганца, тонкие пленки, дифракция электронов, ферромагнетики, молекулярно-лучевая эпитаксия, спинтроника
Аннотация: Представлены результаты исследования кристаллической структуры интерфейсного слоя и морфологии поверхности, формирующихся в ходе роста тонкой пленки Mn5Ge3 на кремнии. Методом дифракции отраженных быстрых электронов была исследована динамика изменения фазового состава пленки на начальных этапах роста Mn5Ge3 на Si(111) 7x7 при 390oC. Анализ дифракционных данных осуществлялся совмещением экспериментальных картин и расчетных электронограмм для предполагаемых фаз, с учетом данных из равновесных фазовых диаграмм. Установлено, что при напылении 0.5 nm преобладает формирование силицида MnSi, а уже при толщине пленки 2.5 nm начинает формироваться Mn5Ge3 совместно с MnSi. Монофазная пленка Mn5Ge3 начинает расти только при толщине более 10 nm. С помощью атомно-силовой микроскопии показано, что при поддержании стехиометрического соотношения потоков Mn и Ge при дальнейшем росте на кремниевой подложке без буферного слоя реализуется послойный плюс островковый режим роста Странского—Крастанова. The results of the crystal structure investigation of the interface layer and surface formed during the Mn5Ge3 thin film growth on silicon are presented in this paper. The dynamics of phase composition changes in the film at the initial stages of Mn5Ge3 growth on Si(111) 7×7 at 390 °C was studied by the reflected high-energy electron diffraction method. The diffraction data were analyzed by combining experimental patterns and calculated electron diffraction patterns for the expected phases, taking into account the data from the equilibrium phase diagrams. It was found that during the deposition of the first 0.5 nm, the formation of MnSi silicide predominates, then Mn5Ge3 begins to form together with MnSi at a film thickness of 2.5 nm. The single-phase Mn5Ge3 film begins to grow only at a thickness of more than 10 nm. Using atomic force microscopy, it was shown that when maintaining the stoichiometric ratio of Mn and Ge flows, during further growth on a silicon substrate without a buffer layer, a layer-by-layer plus island growth mode of the Stranski-Krastanov is realized.
Журнал: Физика твердого тела
Выпуск журнала: Т. 67, № 1
Номера страниц: 44-49
ISSN журнала: 03673294
Место издания: Санкт-Петербург
Издатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук