分子束外延Fe/Si异质结构的热稳定性

【摘要】从半导体材料制备领域发展起来的分子束外延(MBE)技术,由于其在材料生长过程的原位监测、材料成分的精确控制以及材料微结构的人工调控方面拥有独特的优势,如今已经用于制备磁电子异质结材料、光电器件材料以及金属超薄膜材料,同时也为研究晶体生长形成、表面、界面、生长动力学等基本理论提供了有利工具。兰州大学物理学院利用自身优势,以高频磁性技术为应用背景,以Ⅲ-V族半导体材料及磁性薄膜材料作为研究对象,建立了分子束外延实验室。本人有幸参与了分子束外延实验室的调试与启用,并第一次成功地在兰州大学用分子束外延制得了Fe单晶薄膜。人们在研究Fe/Si异质结构的基础理论以及应用技术时要求这种结构的界面清晰且没有发生化学反应,鉴于此,在成功制得Fe/Si异质结构材料后,又对其热稳定性做了系统地研究。在氩气保护的环境下对一系列样品从1000℃到500℃之间的各个温度都做了快速热处理。使用原子力显微镜、振动样品磁强计及透射电子显微镜分别对热处理后样品的表面形貌、磁学性质、界面状态做了表征。结果表明,室温下分子束外延Fe/Si异质结构有突变清晰的界面,在快速热处理后Fe/Si界面处突变清晰的状态能保持到150℃。为了研究Al作为缓冲层对Fe/Si异质结构热稳定性的影响,我们先沉积2ML的Al来做隔断层,结果表明,添加2ML的Al未能改变Fe/Si异质结构的热稳定性。
【作者】魏彦平；
【导师】李建功；高存绪；
【作者基本信息】兰州大学，材料物理与化学，2014，硕士
【关键词】稳定性；铁磁薄膜；异质结构；界面形貌；分子束外延；

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