Abstract

The metal–silicon thin−film system is not isostructural and furthermore exhibits pronounced interdiffusion and chemical reactions. Therefore the growth of metallic films on silicon leads to a high concentration of defects in the film, especially at its substrate interface. The material also contains stress and a transition layer consisting of melts or compounds (silicides). We have considered theoretical viewpoints and reviewed experimental data on the growth and properties of metallic nanofilms (including multilayered ones) on silicon, and also provided a brief review of their applications. The films consist either of atomic−sized, quabquantum sized and quantum sized layers. We have suggested a low temperature film growth technology based on freezing growing layers during deposition by maintaining a low temperature of the substrate and using an atomic beam with a reduced heat power. The technology uses a specially shaped deposition system in which the distance between the source and the substrate is comparable to their size or smaller. Furthermore, we use a special time sequence of deposition that provides for a reduced substrate surface temperature due to greater intervals between deposition pulses. This growth method of atomically thin films and multilayered nanofilms excludes interdiffusion between the layers, reduces three−dimensional growth rate and relatively increases lateral layer growth rate.

Highlights

  • Физические свойства пленок Fe на Si(001) (а—в), Co на Si(111) (г) и многослойных пленок с защитным слоем Cu (d = 8 MC) (ж, з): а, б — коэффициенты пропускания (а) и отражения (б) света через пленку; в — перпендикулярное намагничивание по данным магнитооптического эффекта Керра (МОКЭ); г — проводимость пленок Co на Si(111); д, е — петля гистерезиса, полученная методом МОКЭ при осаждении металлов под углом 15° и 0 соответственно

  • The growth of metallic films on silicon leads to a high concentration of defects in the film, especially at its substrate interface

  • The material contains stress and a transition layer consisting of melts or compounds

Read more

Summary

Теоретическая концепция роста

В общем случае объемная фаза металла толщиной в один или несколько монослоев на подложке из монокристаллического кремния не может быть получена в виде эпитаксиальной и/или монокристаллической пленки из−за почти двухкратной разницы атомной плотности объемных фаз металла и кремния. Но гипотетически сплошную и гладкую пленку толщиной в один или несколько монослоев (МС) можно представить, если ее состояние и состояние ее границы раздела с подложкой неравновесные. В этом случае пленка металла аморфная либо имеет некоторую степень упорядочения и/или несоразмерную сверхструктуру (например, фаза Cu со структурой 5,55 × 5,55 [20]). В двухмерном (2D) состоянии она менее плотная по сравнению с объемной (3D)

Si б B
Перемешивание и химическая реакция д
Исследование механизма роста и морфологии пленок
Исследование свойств
Библиографический список
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call