Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2023, выпуск 11 » Статья стр. 1977
<<<>>>
Особенности границы раздела пленки Ba0.8Sr0.2TiO3 с поверхностью Si(100)
DOI: 10.61011/FTT.2023.11.56553.217
Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation , State assignment in the field of scientific activity 2023 GZ0110/23-09-IF, FENW-2023-0014
Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation , state assignment of the SSC RAS, 122020100294-9
Козаков А.Т. 1, Никольский А.В. 1, Мухортов В.М.2, Головко Ю.И.2, Скрябин А.А.1, Стрюков Д.В.2
1Научно-исследовательский институт физики Южного федерального университета, Ростов-на-Дону, Россия
2Федеральный исследовательский центр Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Россия
Email: kozakov_a@mail.ru, anikolskiy@sfedu.ru., mukhortov1944@mail.ru, urgol@rambler.ru., skryabin@sfedu.ru., strdl@mail.ru.
Поступила в редакцию: 2 октября 2023 г.
В окончательной редакции: 2 октября 2023 г.
Принята к печати: 10 октября 2023 г.
Выставление онлайн: 1 ноября 2023 г.
PDF версия
Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии исследованы химические связи на границе раздела между монокристаллической поверхностью кремниевой подложки (p- и n-типа) и пленкой Ba0.8Sr0.2TiO3 (BST) - гетероструктур Si(100)/Ba0.8Sr0.2TiO3, которые создавались при распылении керамической мишени Ba0.8Sr0.2TiO3 в высокочастотном γ-разряде при повышенном давлении кислорода (~1 Torr) на установке "Плазма 50 СЭ". Рентгендифракционные исследования показали наличие в пленках двух ориентаций кристаллитов [001] и [011]. Объемная доля кристаллитов BST с ориентацией [001] составляет 96% для подложки Si n-типа и 97% для подложки Si p-типа. Объемная доля кристаллитов BST с ориентацией [011] составляет 4% для подложки Si n-типа и 3% для подложки Si p-типа. Рентгеноэлектронные исследования показали, что 46% атомов кремния на границе раздела связаны с кислородом, принадлежащем BST-структуре; 18% атомов кремния относятся к слою SiO2. Кроме того, на границе раздела имеются атомы титана и стронция химически связанные с атомами кремния и атомами кислорода BST-структуры. Граница раздела Si/BST является резкой и при толщине ~6 Angstrem уже полностью сформирована. Ключевые слова: рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, химические связи, интерфейс, поверхность, кремниевая подложка, кристаллиты.
  1. S.Y. Hou, J. Kwo, R.K. Watts, J.Y. Cheng, D.K. Fork. Appl. Phys. Lett. 67, 1387 (1995)
  2. D. Ivanov, M. Caron, L. Ouellet, S. Blain, N. Hendric, J. Currie. J. Appl. Phys. 77, 2666 (1995)
  3. B. Acikel, T.R. Taylor, P.J. Hausen, J.S. Speck, R.A. York. IEEE Microwave Wireless Comp. Lett. 12, 7, 237 (2002)
  4. P.K. Petrov, N.M. Alford, S. Gevorgyan. Meas. Sci. Technol. 16, 583 (2005)
  5. C.M. Carlson, T.V. Rivkin, P.A. Parilla, J.D. Perkins, D.S. Ginley, A.B. Kozyrev, V. N. Oshadchy, A.S. Pavlov. Appl. Phys. Lett. 76, 1920 (2000)
  6. C.M. Carlson, T.V. Rivkin, P.A. Parilla, J.D. Perkins, D.S. Ginley, A.B. Kozyrev, V.N. Oshadchy, A.S. Pavlov, A. Golovkov, M. Sugak, D. Kalinikos, L.C. Sengupta, L. Chiu, X. Zhang, Y. Zhu, S. Sengupta. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 603, 15 (2000)
  7. W.J. Kim, W. Chang, S.B. Qadri, J.M. Pond, S.W. Kirchoefer, D.B. Chrisey, J.S. Horwitz. Appl. Phys. Lett. 76, 1185 (2000)
  8. B.H. Hoerman, B.M. Nichols, B.W. Wessels. Phys. Rev. B: Condens. Matter 65, 224110 (2002)
  9. A. Kumar, S.G. Manavalan. Surf. Coat. Technol. 198, 406 (2005)
  10. S.H. Kim, C.E. Kim, Y.J. Oh. Thin Solid Films 305, 32 (1997)
  11. A.H. Mueller, N.A. Suvorova, E.A. Irene, O. Auciello, J.A. Schultz. Appl. Phys. Lett. 80, 3796 (2002)
  12. R.F. Pinizzotto, E.G. Jacobs, H. Yang, S.R. Summerfelt, B.E. Gnade. Mater Res. Soc. Symp. Proc. 243, 1992 (1991)
  13. A. Herrera-Gomez, F.S. Aguirre-Tostado, Y. Sun, P. Pianetta, Z. Yu, D. Marshall, R. Droopad, W.E. Spicer. J. Appl. Phys. 90, 12, 6070 (2001)
  14. R.A. McKee, F.J. Walker, M.F. Chisholm. Phys. Rev. Lett. 81, 14, 3014 (1998)
  15. G.Y. Yang, J.M. Finder, J. Wang, Z.L. Wang, Z. Yu, J. Ramdani, R. Droopad, K.W. Eisenbeiser, R. Ramesh. J. Mater. Res. 17, 1, 204 (2002)
  16. В.М. Мухортов, Ю.И. Юзюк. Гетероструктуры на основе наноразмерных сегнетоэлектрических пленок: получение, свойства и применение. Изд-во ЮНЦ РАН, Ростов н/Д (2008). 224 с
  17. В.M. Мухортов, Ю.И. Головко, Г.Н. Толмачев, A.И. Мащенко. ЖТФ 69, 12, 87 (1999)
  18. L. Ley, S.P. Kowalczyk, R.A. Pollak, D.A. Shirley. Phys. Rev. Lett. 29, 1088 (1972)
  19. E. Walker, C.P. Lund, P. Jennings, J.C.L. Cornish, C. Klauber, G. Hefter. Appl. Surf. Sci. 222, 13 (2004)
  20. S.Y. Wang, B.L. Cheng, Can Wang, T.W. Button, S.Y. Dai, K.J. Jin, H.B. Lu, Y.L. Zhou, Z.H. Chen, G.Z. Yang. J. Phys. D 39, 979 (2006)
  21. W.D. Mesquita, M.C. de Oliveira, M. Assis, R.A.P. Ribeiro, A.C. Eduardo, M.D. Teodoro, G.E. Marques, M.G. Junior, E. Longo, M.F.C. Gurgel. Mater. Res. Bull. 143, 111442 (2021)
  22. А.Т. Козаков, А.В. Никольский, К.А. Гуглев, Е.М. Панченко. Изв. РАН. Сер. физ. 76, 1, 138 (2012)
  23. L.T. Hudson, R.L. Kurtz, S.V. Robey, D. Temple, R.L. Stockbauer. Phys. Rev. B 47, 3, 1174 (1993)
  24. L.T. Hudson, R.L. Kurtz, S.V. Robey, D. Temple, R.L. Stockbauer. Phys. Rev. B 47, 16, 10832 (1993)
  25. K. Jacobi, C. Astaldi, B. Frick, P. Ceng. Phys. Rev. B 36, 6, 3079 (1987)
  26. D. Ehre, H. Cohen, V. Lyahovitskaya, I. Lubomirsky. Phys. Rev. B 77, 184106 (2008)
  27. A.G. Kochur, A.T. Kozakov, A.V. Nikolskii, K.A. Googlev, A.V. Pavlenko, I.A. Verbenko, L.A. Reznichenko, T.I. Krasnenko. J. Electron Spectrosc. Rel. Phenom. 185, 175 (2012)
  28. A.T. Kozakov, A.G. Kochur, L.A. Reznichenko, L.A. Shilkina, A.V. Pavlenko, A.V. Nikolskii, K.A. Googlev, V.G. Smotrakov. J. Electron Spectrosc. Rel. Phenom. 186, 14 (2013)
  29. A. Fujimori, M. Saeki, N. Kimizuka, M. Taniguchi, S. Suga. Phys. Rev. B 34, 10, 7318 (1986)
  30. E. Begreuther, S. Grafstrom, L.M. Eng, C. Thiele, K. Dorr. Phys. Rev. B 73, 155425 (2006)
  31. A.E. Bocquet, A. Fujimori, T. Mizokawa, T. Saitoh, H. Namatame, S. Suga, N. Kimizuka, Y. Takeda, M. Takano. Phys. Rev. B 45, 1561 (1992)
  32. T. Yamashita, P. Hayes. Appl. Surf. Sci. 254, 2441 (2008)
  33. T.D. Mishima, P.M Lenahan, W.D. Weber. Appl. Phys. Lett. 76, 3771 (2000)
  34. J. Albohn, W. Fussel, N.D. Sinh, K. Kliefoth, W. Fuhsa. J. Appl. Phys. 88, 842 (2000)
  35. J. Halbritter. J. Mater. Res. 3, 3, 506 (1988)
  36. F.J. Grunthaner, P.J. Grunthaner, R.P. Vasquez, B.F. Lewis, J. Maserjian. Phys. Rev. Lett. 43, 1683 (1979)
  37. F.J. Himpsel, F.R. McFeely, A. Taleb-Ibrahimi, J.A. Yarmoff. Pys. Rev. B 38, 9, 6084 (1988)
  38. В.А. Гриценко. УФН 179, 9, 921 (2009)
  39. A. Jablonski, C.J. Powell. Surf. Sci. 520, 78 (2002)
  40. A.T. Kozakov, N. Kumar, V.G. Vlasenko, I.V. Pankov, A.A. Tsaturyan, A.A. Scrjabin, А.V. Nikolskii, A.V. Nezhdanov, R.M. Smertin, V.N. Polkovnikov, N.I. Chkhalo. Bull. Mater. Sci. 46, 21 (2023)
  41. В.И. Нефедов, В.Т. Черепин. Физические методы исследования поверхности твердых тел. Наука, М. (1983). 295 с
  42. С. Зи. Физика полупроводниковых приборов. Мир, М. (1984). Т. 1. 456 с
  43. Количественный электронно-зондовый микроанализ / Под ред. В. Скотта, Г. Лава. Мир, М. (1986). С. 352
  44. В.И. Нефедов. Рентгеноэлектронная спектроскопии химических соединений. Справочник. Химия, М. (1984). 256 с
  45. A. Ramstad, G. Brocks, P.J. Kelly. Phys. Rev. B 51, 20, 14504 (1995)
  46. E. Landemark, C.J. Karlsson, Y.C. Chao, R.I.G. Uhrberg. Phys. Rev. Lett. 69, 10, 1588 (1992)
  47. R.M. Tromp, R.G. Smeenk, F.W. Saris, D.J. Chadi. Surf. Sci. 133, 137 (1983)
  48. D.H. Rich, T. Miller, T.C. Chiang. Phys. Rev. B 37, 6, 3124 (1988)
  49. G.K. Wertheim, D.M. Riffe, J.E. Rowe, P.H. Citrin. Phys. Rev. Lett. 67, 1, 120 (1991)
  50. D.M. Goodner, D.L. Marasco, A.A. Escuadro, L. Cao, M.J. Bedzyk. Phys. Rev. B 71, 165426 (2005)
  51. J.H. Hao, J. Gao, Z. Wang, D.P. Yu. Appl. Phys. Lett. 87, 131908 (2005)
  52. C.D. Wagner, L.E. Davis, M.V. Zeller, J.A. Taylor, R.H. Raymond, L.H. Gale. Sur. Interface Anal. 3, 211 (1981).

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.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme