Вышедшие номера
Интеркалирование графена на карбиде кремния кобальтом
Переводная версия: 10.1134/S1063783419070102
Гребенюк Г.С.1, Лобанова Е.Ю.2, Смирнов Д.А.3, Елисеев И.А.1, Зубов А.В.2, Смирнов А.Н.1, Лебедев С.П.1, Давыдов В.Ю.1, Лебедев А.А.1, Пронин И.И.1,2
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Национальный исследовательский университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
3Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
Email: Igor.Pronin@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 13 марта 2019 г.
Выставление онлайн: 19 июня 2019 г.

Исследован процесс интеркалирования кобальтом однослойного графена, выращенного на политипе 4H-SiC(0001). Эксперименты проведены in situ в условиях сверхвысокого вакуума методами фотоэлектронной спектроскопии высокого энергетического разрешения с использованием синхротронного излучения и дифракции медленных электронов. Номинальные толщины наносимых слоев кобальта варьировались в диапазоне 0.2-5 nm, а температура образцов - от комнатной до 800oC. Показано, что отжиг пленок Со, напыленных на графен при комнатной температуре, в отличие от пленок Fe, не приводит к интеркалированию графена кобальтом. Формирование интеркаляционной системы графен-кобальт-SiC обнаружено при нанесении атомов Со на образцы, нагретые до температур выше ~400oC. Этим способом под графеном сформированы пленки кобальта толщиной до 2 nm и показано, что они намагничиваются вдоль поверхности при толщинах более 1.3 nm. Обнаружено, что интеркалирование графена кобальтом сопровождается химическим взаимодействием атомов Со с карбидом кремния, приводящим к синтезу силицидов кобальта. При температурах более 500oC рост пленок кобальта под графеном лимитируется диффузией атомов Со в объем карбида кремния. Ключевые слова: графен на карбиде кремния, кобальт, интеркаляция, ферромагнитные пленки, фотоэлектронная спектроскопия.
  1. K.V. Emtsev, A. Bostwick, K. Horn, J. Jobst, G.L. Kellogg, L. Ley, J.L. Mc Chesney, T. Ohta, S. A. Reshanov, J. Rohrl, E. Rotenberg, A.K. Schmid, D. Waldmann, H.B. Weber, T. Seyller. Nature Mater. 8, 203 (2009)
  2. G.R. Yazdi, T. Iakimov, R. Yakimova. Crystals 6, 53 (2016)
  3. C. Riedl, C. Coletti, T. Iwasaki, A.A. Zakharov, U. Starke. Phys. Rev. Lett. 103, 246804 (2009)
  4. I. Gierz, T. Suzuki, R.T. Weitz, D.S. Lee, B. Krauss, C. Riedl, U. Starke, H. Hochst, J.H. Smet, C.R. Ast, K. Kern. Phys. Rev. B 81, 235408 (2010)
  5. K. Li, X. Feng, W. Zhang, Y. Ou, L. Chen, K. He, L. Wang, L. Guo, G. Liu, Q. Xue, X. Ma. Appl. Phys. Lett. 103, 062601 (2013)
  6. M. Weser, Y. Rehder, K. Horn, M. Sicot, M. Fonin, A.B. Preobrajenski, E. Voloshina, E. Goering, Y.S. Dedkov. Appl. Phys. Lett. 96, 012504 (2010)
  7. R. Decker, J. Brede, N. Atodiresei, V. Caciuc, S. Blugel, R. Wiesendanger. Phys. Rev. B 87, 041403 (2013)
  8. A.D. Vu, J. Coraux, G. Chen, A.T. N'Diaye, A.K. Schmid, N. Rougemaille. Sci. Rep. 6, 24783 (2016)
  9. H. Yang, A.D. Vu, A. Hallal, N. Rougemaille, J. Coraux, G. Chen, A.K. Schmid, M. Chshiev. Nano Lett. 16, 145 (2016)
  10. H. Yang, A. Cotta, A.T. N`Diaye, S.A. Nikolaev, E.A. Soares, W.A.A. Macedo, K. Liu, A.K. Schmid, A. Fert, M. Chshiev. Nature Mater. 17, 605 (2018)
  11. W. Han, R.K. Kawakami, M. Gmitra, J. Fabian. Nature Nanotechnol. 9, 794 (2014)
  12. E.A. Soares, G.J.P. Abreu, S.S. Carara, R. Paniago, V.E. de Carvalho, H. Chacham. Phys. Rev. B 88, 165410 (2013)
  13. H. Vita, S. Bottcher, P. Leicht, K. Horn, A.B. Shick, F. Maca. Phys. Rev. B 90, 165432 (2014)
  14. D. Pacile, S. Lisi, I. Di Bernardo, M. Papagno, L. Ferrari, M. Pisarra, M. Caputo, S.K. Mahatha, P.M. Sheverdyaeva, P. Moras, P. Lacovig, S. Lizzit, A. Baraldi, M.G. Betti, C. Carbone. Phys. Rev. B 90, 195446 (2014)
  15. M. Cattelan, G. W. Peng, E. Cavaliere, L. Artiglia, A. Barinov, L.T. Roling, M. Favaro, I. Piv s, S. Nappini, E. Magnano, F. Bondino, L. Gavioli, S. Agnoli, M. Mavrikakis, G. Granozzi. Nanoscale 7, 2450 (2015)
  16. R. Friedrich, V. Caciuc, N. Atodiresei, S. Bluegel. Phys. Rev. B 93, 220406(R) (2016)
  17. G.S. Grebenyuk, O.Yu. Vilkov, A.G. Rybkin, M.V. Gomoyunova, B.V. Senkovskiy, D.Yu. Usachov, D.V. Vyalikh, S.L. Molodtsov, I.I. Pronin. Appl. Surf. Sci. 392, 715 (2017)
  18. М.В. Гомоюнова, Г.С. Гребенюк, Д.А. Смирнов, И.И. Пронин. ФТТ 59, 2027 (2017)
  19. G.S. Grebenyuk, S.M. Dunaevsky, E.Yu. Lobanova, D.A. Smirnov, I.I. Pronin. Appl. Surf. Sci. 470, 840 (2019)
  20. S.J. Sung, J.W. Yang, P.R. Lee, J.G. Kim, M.T. Ryu, H.M. Park, G. Lee, C.C. Hwang, K.S. Kim, J.S. Kim, J.W. Chung. Nanoscale 6, 382 (2014)
  21. K. Shen, H. Sun, J. Hu, J. Hu, Z. Liang, H. Li, Z. Zhu, Y. Huang, L. Kong, Y. Wang, Z. Jiang, H. Huang, J.W. Wells, F. Song. J. Phys. Chem. C 122, 37, 21484 (2018)
  22. М.В. Гомоюнова, Г.С. Гребенюк, В.Ю. Давыдов, И.А. Ермаков, И.А. Елисеев, А.А. Лебедев, С.П. Лебедев, Е.Ю. Лобанова, А.Н. Смирнов, Д.А. Смирнов, И.И. Пронин. ФТТ 60, 1423 (2018)
  23. W. Chen, K.P. Loh. Appl. Phys. Lett. 84, 281 (2004)
  24. L.H. de Lima, R. Landers, A. de Siervo. Chem. Mater. 26, 14, 4172 (2014)
  25. Y. Zhang, H. Zhang, Y. Cai, J. Song, P. He. Nanotechn. 28 075701 (2017)
  26. R. Honig, P. Roese, K. Shamout, T. Ohkochi, U. Berges, C. Westphal. Nanotechn. 30, 025702 (2019)
  27. В.Ю. Давыдов, Д.Ю. Усачёв, С.П. Лебедев, А.Н. Смирнов, В.С. Левицкий, И.А. Елисеев, П.А. Алексеев, М.С. Дунаевский, О.Ю. Вилков, А.Г. Рыбкин, А.А. Лебедев. ФТП 51, 1116 (2017)
  28. C. Riedl, C. Coletti, U. Starke. J. Phys. D 43, 374009 (2010)
  29. K.V. Emtsev, F. Speck, T. Seyller, L. Ley. Phys. Rev. B 77, 155303 (2009)
  30. A.C. Ferrari, D.M. Basko. Nature Nanotech. 8, 235 (2013)
  31. L.G. Can cado, M.G. da Silva, E.H. Martins Ferreira, F. Hof, K. Kampioti, K. Huang, A. Penicaud, C.A. Achete, R.B. Capaz, A. Jorio. 2D Mater. 4, 025039 (2017)
  32. A. Eckmann, A. Felten, A. Mishchenko, L. Britnell, R. Krupke, K.S. Novoselov, C. Casiraghi. Nano Lett. 12, 8, 3925 (2012)
  33. L.G. Can cado, K. Takai, T. Enoki, M. Endo, Y.A. Kim, H. Mizusaki, A. Jorio, L.N. Coelho, R. Magalhaes-Paniago, M.A. Pimenta. Appl. Phys. Lett. 88, 16, 163106 (2006)
  34. F. Ding, H. Ji, Y. Chen, A. Herklotz, K. Dorr, Y. Mei, A. Rastelli, O.G. Schmidt. Nano Lett. 10, 3453 (2010)
  35. A.C. Ferrari, J.C. Meyer, V. Scardaci, C. Casiraghi, M. Lazzeri, F. Mauri, S. Piscanec, D. Jiang, K.S. Novoselov, S. Roth, A.K. Geim. Phys. Rev. Lett. 97, 187401 (2006)
  36. M.M. Lucchese, F. Stavale, E.H. Martins Ferreira, C. Vilani, M.V.O. Moutinho, R.B. Capaz, C.A. Achete, A. Jorio. Carbon 48, 1592 (2010)
  37. Ch. Roth, F.U. Hillebrecht, H.B. Rose, E. Kisker. Phys. Rev. Lett. 70, 3479 (1993)
  38. F. Sirotti, G. Rossi. Phys. Rev. B 49, 15682 (1994)
  39. N. Janke-Gilman, M. Hochstrasser, R.F. Willis. Phys. Rev. B 70, 184439 (2004)
  40. I.I. Pronin, M.V. Gomoyunova, D.E. Malygin, D.V. Vyalikh, Yu.S. Dedkov, S.L. Molodtsov. J. Appl. Phys. 104, 104914 (2008)
  41. J.-W. Lee, J.-R. Jeong, S.-C. Shin, J. Kim, S.-K. Kim. Phys. Rev. B 66, 172409 (2002)
  42. И.И. Пронин, М.В. Гомоюнова, С.М. Соловьев, О.Ю. Вилков, Д.В. Вялых. ФТТ 53, 573 (2011)
  43. F. Sirotti, G. Rossi. Phys. Rev. B 49, 15682 (1994).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.