Исследование морфологии поверхности и процессов роста при твердофазном синтезе пленок германия на Fe3Si|Si(111)
The work was carried out within the framework of the scientific topic of the state assignment of the Kirensky Institute of Physics, Federal Research Center KSC SB RAS.
Лукьяненко А.В.
1, Царенко А.В.
1, Яковлев И.А.
1, Тарасов А.С.
11Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отд. РАН --- обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия
Email: lav@iph.krasn.ru, tsarienko.2001@mail.ru, tia@iph.krasn.ru
Поступила в редакцию: 23 октября 2025 г.
В окончательной редакции: 15 ноября 2025 г.
Принята к печати: 15 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 20 февраля 2026 г.
Исследованы структурные свойства многослойных пленок ферромагнетик|полупроводник, синтезированных на подложках кремния, с целью изучения процессов роста пленки германия на силициде Fe3Si при твердофазном синтезе. Установлено, что при отжиге нанокристаллического слоя германия толщиной менее 25 nm при температуре 370 oC происходит образование монокристаллических островков с одинаковой кристаллографической ориентацией. Установлено влияние времени отжига, толщины слоя германия и комбинированных методов синтеза на протекание процессов кристаллизации. В стационарном режиме длина поверхностной диффузии адатомов германия составляет около 1800 nm. Ключевые слова: гибридные структуры, тонкие пленки, молекулярно-лучевая эпитаксия, твердофазная эпитаксия, дифракция отраженных быстрых электронов, атомно-силовая микроскопия.
- I. v Zutic, J. Fabian, S.D. Sarma. Rev. Mod. Phys. 76, 2, 323 (2004)
- S. Bhatti, R. Sbiaa, A. Hirohata, H. Ohno, S. Fukami, S.N. Piramanayagam. Mater. Today 20, 9, 530 (2017)
- B. Jinnai, K. Watanabe, S. Fukami, H. Ohno. Appl. Phys. Lett. 116, 16, 160501 (2020)
- B. Jenichen, J. Herfort, U. Jahn, A. Trampert, H. Riechert. Thin Solid Films 556, 120 (2014)
- A.V. Lukyanenko, L.V. Shanidze, M.V. Rautskii, I.A. Yakovlev, A.L. Sukhachev, K.Yu. Maksimova, A.Yu. Goikhman, N.V. Volkov, A.S. Tarasov. Bull. RAS: Phys. 88, Suppl. 1, S42 (2024).]
- K. Hamaya, Y. Fujita, M. Yamada, M. Kawano, S. Yamada, K. Sawano. J. Phys. D: Appl. Phys. 51, 39, 393001 (2018)
- A. Yamada, M. Yamada, T. Shiihara, M. Ikawa, S. Yamada, K. Hamaya. J. Appl. Phys. 129, 1, 013901 (2021)
- S. Ikegawa, F.B. Mancoff, J. Janesky, S. Aggarwal. IEEE Trans. ED 67, 4, 1407 (2020)
- M.A. Khan, J. Sun, B. Li, A. Przybysz, J. Kosel. Eng. Res. Express 3, 2, 022005 (2021)
- P. Zhou, A.J. Edwards, F.B. Mancoff, S. Aggarwal, S.K. Heinrich-Barna, J.S. Friedman. Commun. Eng. 4, 1, 142 (2025)
- G. Hoffmann, J. Herfort, M. Ramsteiner. Phys. Rev. Mater. 3, 7, 074402 (2019)
- Y.B. Xu, S.S.A. Hassan, P.K.J. Wong, J. Wu, J.S. Claydon, Y.X. Lu, C.D. Damsgaard, J.B. Hansen, C.S. Jacobsen, Y. Zhai, G. van der Laan, R. Feidenhans, S.N. Holmes. IEEE Trans. Magn. 44, 11, 2959 (2008)
- А.Б. Грановский, В.Н. Прудников, А.П. Казаков, А.П. Жуков, И.С. Дубенко. ЖЭТФ 142, 5, 916 (2012). [A.B. Granovskii, V.N. Prudnikov, A.P. Kazakov, A.P. Zhukov, I.S. Dubenko. JETP 115, 5, 805 (2012).]
- T.J. Zega, A.T. Hanbicki, S.C. Erwin, I. v Zutic, G. Kioseoglou, C.H. Li, B.T. Jonker, R.M. Stroud. Phys. Rev. Lett. 96, 19, 196101 (2006)
- W.A. Hines, A.H. Menotti, J.I. Budnick, T.J. Burch, T. Litrenta, V. Niculescu, K. Raj. Phys. Rev. B 13, 9, 4060 (1976)
- S. Gaucher, B. Jenichen, J. Kalt, U. Jahn, A. Trampert, J. Herfort. Appl. Phys. Lett. 110, 10, 102103 (2017)
- S. Yamada, K. Tanikawa, M. Miyao, K. Hamaya. Crystal Growth \& Design 12, 10, 4703 (2012)
- A.S. Tarasov, I.A. Tarasov, I.A. Yakovlev, M.V. Rautskii, I.A. Bondarev, A.V. Lukyanenko, M.S. Platunov, M.N. Volochaev, D.D. Efimov, A.Yu. Goikhman, B.A. Belyaev, F.A. Baron, L.V. Shanidze, M. Farle, S.N. Varnakov, S.G. Ovchinnikov, N.V. Volkov. Nanomater. 12, 1, 131 (2022)
- A.S. Tarasov, A.V. Lukyanenko, I.A. Yakovlev, I.A. Tarasov, I.A. Bondarev, A.L. Sukhachev, L.V. Shanidze, D.A. Smolyakov, S.N. Varnakov, S.G. Ovchinnikov, N.V. Volkov. Bull. RAS: Phys. 87, Suppl. 1, S133 (2023)
- M. Yamada, S. Kusumoto, A. Yamada, K. Sawano, K. Hamaya. Mater. Sci. Semicond. Process. 171, 107987 (2024)
- S. Sakai, M. Kawano, M. Ikawa, H. Sato, S. Yamada, K. Hamaya. Semicond. Sci. Technol. 32, 9, 094005 (2017)
- C.J. Palmstr m. Prog. Cryst. Growth. Charact. Mater. 62, 2, 371 (2016)
- A.S. Tarasov, I.A. Bondarev, M.V. Rautskii, A.V. Lukyanenko, I.A. Tarasov, S.N. Varnakov, S.G. Ovchinnikov, N.V. Volkov. J. Surf. Investig.: X-ray, Synchrotron \& Neutron Techniques 12, 4, 633 (2018)
- S. Yamada, K. Tanikawa, M. Miyao, K. Hamaya. Crystal Growth \& Design 12, 10, 4703 (2012)
- H.J. Kim, Z.M. Zhao, J. Liu, V. Ozolins, J.Y. Chang, Y.H. Xie. J. Appl. Phys. 95, 11, 6065 (2004)
- A.E. Dolbak, B.Z. Olshanetsky. Central Eur. J. Phys. 4, 3, 310 (2006)
- И.А. Яковлев, С.Н. Варнаков, Б.А. Беляев, С.М. Жарков, М.С. Молокеев, И.А. Тарасов, С.Г. Овчинников. Письма в ЖЭТФ 99, 9, 610 (2014). [I.A. Yakovlev, S.N. Varnakov, B.A. Belyaev, S.M. Zharkov, M.S. Molokeev, I.A. Tarasov, S.G. Ovchinnikov. JETP Lett. 99, 9, 527 (2014).]
- P. Klapetek, D. Nev cas, C. Anderson. Gwyddion user guide. Czech Metrology Institute (2004-2007, 2009)
- T.J. Collins. Biotechniques 43, Suppl. 1, S25 (2007)
- S. Hu, P.C. McIntyre. J. Appl. Phys. 111, 4, 044908 (2012)
- A.G. Naumovets, Y.S. Vedula. Surf. Sci. Rep. 4, 7-8, 365 (1985)
- G. Antczak, G. Ehrlich. Surface Diffusion: Metals, Metal Atoms, and Clusters. Cambridge University Press (2010). Pp. 45-80
- H.P. Bonze. Critical Rev. Solid State. Mater. Sci. 6, 2, 171 (1976).