Научное направление : Формирование, рост и транспортные свойства металл- полупроводниковых наногетероструктур ( Программа «НИЗКОРАЗМЕРНЫЕ КВАНТОВЫЕ СТРУКТУРЫ», - презентация

1 Научное направление : Формирование, рост и транспортные свойства металл- полупроводниковых наногетероструктур ( Программа «НИЗКОРАЗМЕРНЫЕ КВАНТОВЫЕ СТРУКТУРЫ», проект Рост и транспортные свойства нанослоев и гетеро систем металл-полупроводник на основе переходных металлов, их силицидов и кремния) Изучаемые материалы: Кремний, переходные металлы, их силициды и оксиды на кремнии, металлах и силицидах. Методы исследования: ЭОС, СХПЭЭ, ДМЭ, АСМ, измерения проводимости и магнитных свойств Методы роста и техника: МЛЭ, СВВ - оборудование Фундаментальная направление лаборатории состоит в выяснении механизма формирования перечисленных выше наносистем и взаимосвязи их структуры и свойств с размерными эффектами, свойственными тонкопленочным фазам и нано системам. Практическое направление – приборное использование новых свойств и, соответственно, новых возможностей таких систем. Первоочередное внимание уделено свойствам металлических и магнитных нанослоев Cr, Co и FeSi на кремнии, представляющих значительный интерес для спинтроники и наноэлектроники. СОСТАВ ЛАБОРАТОРИИ : Плюснин Н.И. - зав. лаб. (д.ф.-м.н.), Ильященко В.М., Китань С.А., Крылов С.В. - м.н.с. (соискатель и 2 аспиранта), Каменев А.Н. – гл. Констр.

2 Двухкамерная сверхвысоковакуумная установка для исследования роста, электронной структуры и транспортных свойств методами, ОЭС, СХПЭЭ и 4-зондовых измерений проводимости Аналитическая сверхвысоковакуумная установка (ADES-400) для исследования электронной структуры методами вторично- электронной спектроскопии с угловым разрешением

3 1) Показано, что в области толщин 1-3 Å формируются двумерные тонкопленочные фазы Co. Они характеризуются: перераспределением электронной плазмы из пленки в подложку на границе раздела (вследствие pd-гибридизации неэкранированных валентных электронов) и минимумом удельного сопротивления (вследствие уменьшения сопротивления контакта с подложкой); 2) Показано, что механизм роста двумерных тонкопленочных фаз Co, Fe и FeSi – послойный, после чего происходит формирование нанофаз с сегрегаций кремния и/или агломерация пленки. 3) Показано, что нано фазы Co (10 ангстрем ) имеют более слабое намагничивание по сравнению с пленкой массивного железа. 4) Проведена классификация поверхностных фаз, стабилизированных подложкой с учетом нового типа этих фаз - тонкопленочных фаз. 5) Продемонстрированы дополнительные возможности методов ЭОС и СХПЭЭ для анализа состава, толщины и структуры тонкопленочных фаз и их границы раздела с подложкой. N.I.Plusnin, V.M.Ilyashenko, S.V.Krylov, S.A.Kitan, Growth and electronic structure of transition metal (Cr, Co, Fe) on silicon: AES, EELS, AFM and conductivity measurement investigation // In Proc. of the 6-th Japan-Russia Seminar on Semiconductor Surfaces JRSSS-6, Oct , Н.И. Плюснин, Низкоразмерные фазы и формирование наногетероструктур в системе переходной 3D металл-кремний, Поверхность, 1, 2005, с N.I. Plusnin, Application of AES and EELS for Surface/Interface Characterization, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, (2004) Основные научные результаты Методом МЛЭ впервые выращены двумерные тонкопленочные фазы (1-3 Å ) и нано фазы (3-30 Å ) Co и Fe на кремнии с использованием оригинальной методики предварительного СВВ напыления пленки-источника на танталовую ленту. Методом АСМ исследована морфология, 4-х зондовым методом in-situ – проводимость, методом МОКЭ – намагничивание и методами ЭОС и СХПЭЭ - состав, механизм роста и электронная структура в этих слоях.

4 Морфология: АСМ изображение пленки Co (d=1 nm) на Si(111)

5 Проводимость: зондовые измерения пленки Co на Si(111) в процессе роста

6 Намагничевание: МОКЭ в пленке Co (d=1 nm) на Si(111)

7 Механизм роста: ЭОС пленки Co на Si(111)

8 Электронная структура: СХПЭЭ и ЭОС Co на Si(111)

9 Классификация фаз, стабилизированных подложкой

10 Оже-анализ толщины и состава двумерных фаз: Cr x Si 1-x на подложке Cr y Si1 -y

11 Концентрация валентных электронов в приграничной к пленке (Cr) области подложки (Si) Изменение энергетического положения плазменного сателлита L 23 VV оже-пика Si в процессе осаждения Cr на Si(111)7 7, поверхностную фазу Si(111)7 7-Cr, и на Si(111): 17, 21,5 and 24 eV – энергии объемного плазмона, соответственно, в Si, CrSi and Cr.