锰的硅化物薄膜在Si(100)-2×1表面生长的STM研究

锰的硅化物在微电子器件、自旋电子学器件等领域具有良好的应用前景, 了解锰的硅化物薄膜在硅表面的生长规律是其走向实际应用的关键步骤之一. 本文采用分子束外延方法在Si(100)-2× 1表面沉积了约4个原子层的锰薄膜, 并利用超高真空扫描隧道显微镜研究了该薄膜与硅衬底之间在250-750℃范围内的固相反应情况. 室温下沉积在硅衬底表面的锰原子与衬底不发生反应, 薄膜由无序的锰团簇构成; 当退火温度高于290℃时, 锰原子与衬底开始发生反应, 生成外形不规则的枝晶状锰硅化物和富锰的三维小岛; 325℃时, 衬底上开始形成平板状的MnSi小岛; 525℃时, 枝晶状锰硅化物完全消失, 出现平板状的MnSi_1.7大岛; 高于600℃时, 富锰的三维小岛和平板状的MnSi小岛全部消失, 仅剩下平板状的MnSi_1.7大岛. 这些结果说明退火温度决定了薄膜的形态和结构. 在大约600℃退火时岛的尺寸随着退火时间的延长而逐渐增大, 表明岛的生长遵从扩散限制的Ostwald熟化机理.     

Si衬底上生长的MnSi薄膜和MnSi1．7纳米线的STM和XPS分析

本文采用分子束外延方法制备出MnSi薄膜和MnSi1．7纳米线,利用扫描隧道显微镜进行观察,采用X射线光电子能谱仪系统地分析了MnSi薄膜和MnSi1．7纳米线的Mn2p和Si2p．结果表明厚度为-0．9nm的MnSi薄膜表面为／3×／3重构,MnSi1．7纳米线长50ff--1500nm,宽16—18nm,高-3nm．MnSi薄膜的Mn2p1／2和Mn2p3／2峰位与MnSil．7纳米线相同,均分别为649．7eV和638．7ev结合能在640-645eV和-653．8eV处的锰氧化合物的Mn2ps／2和Mn2p1／2峰证明在短暂暴露于空气中后MnSi薄膜和MnSi1．7纳米线表面有氧化层形成．相对于纯si的si2p谱,两种锰硅化合物的Si2p谱向低结合能方向发生了位移,表明随着锰硅化合物的形成Si的化学环境发生了变化．     

锰的硅化物薄膜在Si(100)-2×1表面生长的STM研究

锰的硅化物在微电子器件、自旋电子学器件等领域具有良好的应用前景, 了解锰的硅化物薄膜在硅表面的生长规律是其走向实际应用的关键步骤之一. 本文采用分子束外延方法在Si(100)-2× 1表面沉积了约4个原子层的锰薄膜, 并利用超高真空扫描隧道显微镜研究了该薄膜与硅衬底之间在250-750℃范围内的固相反应情况. 室温下沉积在硅衬底表面的锰原子与衬底不发生反应, 薄膜由无序的锰团簇构成; 当退火温度高于290℃时, 锰原子与衬底开始发生反应, 生成外形不规则的枝晶状锰硅化物和富锰的三维小岛; 325℃时, 衬