Формирование и полупроводниковые свойства тонких слоев на основе Fe и Ca2Si на Si(111) тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На правах рукописи

Фомин Дмитрий Владимирович

ФОРМИРОВАНИЕ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВОЙСТВА ТОНКИХ СЛОЕВ НА ОСНОВЕ Ре И Са281 НА вЦШ)

01.04.10 - физика полупроводников

-2 ДЕК 2910

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Владивосток 2010

004615027

Работа выполнена в Институте автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН и Амурском государственном университете.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор

Галкин Николай Геннадьевич

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Гаврилюк Юрий Леонидович кандидат физико-математических наук Иванов Юрий Павлович

Ведущая организация:

Институт материаловедения Хабаровского научного центра ДВО РАН

Защита состоится « 3 » декабря 2010 года в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 005.007.02 при Институте автоматики и процессов управления (ИАПУ) ДВО РАН по адресу: 690041, г. Владивосток, ул. Радио, д. 5

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте Института автоматики и процессов управления ДВО РАН.

Автореферат разослан « 30 » октября 2010г. Ученый секретарь

диссертационного совета _

——

канд. физ.-мат. наук, доцент _ Гамаюнов Е.Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Важным объектом современной физики полупроводников являются системы пониженной размерности, создаваемые на атомарно-чистых полупроводниковых поверхностях. По мере приближения размеров твердотельных структур к нанометровой области, все больше проявляются квантовые свойства электрона. В его поведении преобладающими становятся волновые закономерности, характерные для квантовых частиц, и это открывает перспективы создания принципиально новых переключающих, запоминающих, усиливающих элементов и других устройств для микроэлектроники.

Данная диссертационная работа посвящена исследованию формирования, параметров электронной структуры, оптических и полупроводниковых свойств систем на основе двумерных упорядоченных пленок железа (Fe) и силицида кальция (Ca2Si) на кремнии.

Особенностью подхода к формированию двумерных (2D) пленок силицидов металлов является использование стабильных поверхностных сверхструктур различных металлов на кремнии в качестве барьерных слоев или прекурсоров для создания сплошных пленок моноатомной толщины в условиях сверхвысокого вакуума и использования методов in situ исследования электронной структуры, оптических и электрических свойств.

Целью диссертационной работы является установление механизмов роста и определение свойств слоев железа (Fe) и силицида кальция (Ca2Si) на поверхностной фазе Si(l 11 )-(2x2)-Fe и прекурсоре Mg2Si на S¡(111) соответственно, для создания крем-ний-силицидных полупроводниковых наноструктур.

Обоснование выбора материалов. Выбор материалов для исследований основан на использовании экологически чистых и недорогих материалов (железо, кальций и магний) для создания тонкопленочных полупроводниковых соединений с кремнием с целью определения перспектив их использования. Основные задачи диссертационной работы:

1. Исследование морфологии и электрических свойств поверхностной фазы (ПФ) Si(lll)-(2x2)- Fe.

2. Определение механизма роста и исследование свойств Fe на S¡(l 11)-(2х2)- Fe.

3. Определение механизма замещения атомов Mg атомами Са в 2D фазе Mg2S¡ и в полупроводниковой пленке силицида магния.

4. Исследование электронных, электрических и оптических свойств слоев Ca2S¡, выращенных на прекурсоре Mg2Si наSi(l II).

Научная новизна работы:

1. Определены полупроводниковый тип проводимости, концентрация и подвижность основных носителей (дырок) в поверхностной фазе железа Si(l 1 !)-(2x2)-Fe методом in situ температурных Холловских измерений.

2. Установлено, что ПФ (2x2)-Fe на S¡(111) с полным покрытием поверхности подложки выступает в роли диффузионного барьера, препятствуя перемешиванию

атомов кремния и осаждаемых атомов железа. Слои Ре на такой ПФ растут в виде двумерных островков, повторяя морфологию кремниевой поверхности и сохраняя напряженное состояние кристаллической решетки, что приводит к повышению подвижности дырок в кремнии.

3. Установлено, что при осаждении Са на прекурсор (20 фаза или тонкая пленка М§25|') при температурах (90 - 200 °С) происходит замещение атомов атомами кальция и десорбция магния с поверхности с последующим формированием Са251.

4. Определена оптимальная температура (125 ± 5°С) подложки 51(111) с предварительно сформированным прекурсором (20 фазой М§281), которая необходима для получения сплошной поликристаллической пленки Са^ при осаждении атомов кальция.

5. Определена ширина фундаментального перехода (1.02 ± 0.06 эВ) методом измерения эффекта Холла для слоев Са281. выращенных на 1^;>81 на 51(111).

6. Установлена область прямых фундаментальных переходов с максимальной интенсивностью (1.68 - 2.8 эВ) и рассчитан прямой межзонный переход с максимальной силой осциллятора (1.68 - 1.81 эВ) в слоях Са281. сформированных на прекурсоре М§281.

Практическая ценность. Формирование и исследование свойств поверхностной фазы 81(11 1)-(2х2)-Ре связано с определением условий формирования барьерного слоя, препятствующего силицидообразованию в ходе роста железа на 81(111). Использование такого слоя позволит разработать технологию изготовления приборов со спиновой инжекцией на кремнии.

Методики получения сплошных пленок силицида кальция на кремнии с использованием прекурсора 20 фазы М§281 и тонкой пленки силицида магния, могут быть использованы в целях разработки фото- и термоэлектрических приборов на кремнии. Предложена технология формирования тройных наногетероструктур Са251/1^281/8ц перспективного материала для формирования полупроводниковых транзисторов. Основные защищаемые положения:

1. Поверхностная фаза 81(111 )-(2х2)-Ре с полным покрытием поверхности подложки обладает полупроводниковой проводимостью с шириной запрещенной зоны (ШЗЗ) 0.99±0.06эВ и является барьером для перемешивания атомов Ре и 81 в подложке.

2. Рост сверхтонких слоев Ре на ПФ 81(111)-(2х2)-Ре с полным покрытием происходит по механизму разрастания напряженных двумерных островков, вызывающих напряженное состояние кристаллической решетки 81 до толщины слоя Ре = 1.35 нм, способствуя полуторократному увеличению эффективной подвижности дырок в кремниевой подложке.

3. При осаждении Са на прекурсор \^251 (20 фазу \^281 или тонкую пленку М£?81 на 81(111)) замещение атомов а томами Са и десорбция магния с поверхности в условиях сверхвысокого вакуума происходит, начиная с 125°С, что приводит при

толщинах Са более 1.25 им к формированию сплошной поликристаллической пленки Ca2Si.

4. Тонкая пленка Ca2Si. выращенная с использованием прекурсора Mg2Si, обладает шириной запрещенной зоны Ек = 1.02 ± 0.06 эВ.

5. Интенсивные прямые межзонные переходы в полупроводниковых пленках Ca2Si, выращенных с использованием прекурсора Mg2Si, наблюдаются в диапазоне энергий фотонов 1.68 - 2.8 эВ, а смещение их низкоэнергетической границы соответствует переходу пленки Ca2S¡ из напряженного в релаксированное состояние.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы были представлены на Всероссийской конференции молодых ученых (г. Новосибирск, 2008): XII Межрегиональной конференции молодых ученых по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов (г. Владивосток, 2009); VIII Региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» (г. Благовещенск. 2009); VII Международной конференции и VI Школе молодых ученых и специалистов по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, манометровых структур и приборов на его основе (г.Нижний Новгород. 2010); Asia-Pacific Conference "SEMICONDUCTOR SILIC1DES" (Tsukuba, Japan, 2010): 9th Russia-Japan Seminar on Semiconductor Surfaces (Vladivostok, 2010); IX Региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» (г. Хабаровск, 2010). Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 3 статьи в научных журналах, входящих в перечень изданий ВАК РФ.

Личный вклад автора. Автор принимал участие во всех экспериментах, выполненных в ИАПУ ДВО РАН. обработке данных, обсуждении и написании статей и тезисов докладов, подготовил и запустил оборудование в АмГУ и лично выполнил эксперименты.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 4-х глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 137 страниц, включая 49 рисунков, 3 таблицы и список литературы из 91 наименования.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении сформулирована цель работы и ее актуальность, определены основные задачи, указаны новизна и практическая ценность работы, изложены основные защищаемые положения и описана структура диссертации.

В первой главе представлено современное состояние изложенных в диссертации вопросов. В первом параграфе рассмотрены понятия поверхностной сверхструктуры, двумерной электронной системы и поверхностной энергетической зоны. Во втором, третьем и четвертом параграфах рассмотрен вопрос о формировании ПФ соответственно Fe, Са и Mg на Si(l 11). Представлены данные об их электрофизических свойствах, режимах формирования и диапазонах существования. Показано, что эксперименты на ПФ Si(l 1 l)-(2x2)-Fe методами in situ электрических холловских измерений в

условиях сверхвысокого вакуума, с целью изучения формирования барьерного слоя, еще не проводились. Как и не проводились эксперименты по формированию методом твердофазной эпитаксии тонких пленок Ca2Si с использованием прекурсора (Mg2S¡). Во второй главе дан обзор основных методов исследования, используемых в настоящей работе: электронной ожэ-спектроскопии (ЭОС), спектроскопии характеристических потерь энергии электронами (ХПЭЭ), дифракции медленных электронов (ДМЭ), атомно-силовой микроскопии (АСМ), дифференциальной отражательной спектроскопии (ДОС) и т.д. Описывается аппаратура для роста пленок: сверхвысоковакуумная (СВВ) камера PHI Model 590 компании Perkin-Elmer с электронным ожэ-анализатором PHI 15-255g, СВВ камера, оснащенная анализатором ДМЭ и холлов-ской приставкой. СВВ камера Varían, оснащенная приборами для исследований методом ДОС и ЭОС и другое оборудование.

В третьей главе описываются методики и схемы экспериментов, технологии получения ПФ железа: результаты исследования параметров электронной структуры и свойств систем на основе слоев железа на Si. полученных с использованием ПФ Si( 111 )2x2-Fe.

Для формирования упорядоченных фаз железа на Si(l 11)7x7 использовали метод твердофазной эпитаксии (Т=600 °С) в соответствии с работами [1,2]. Скорость осаждения Fe составляла 0.15 — 0.20 нм/мин. Сформированный двумерный слой со среднеквадратичной шероховатостью 0.2 нм имел картину ДМЭ Si(l 11)2x2-Fe и состоял по данным АСМ из одинаково ориентированных доменов с размерами 30-50 нм. плотностью порядка (0.6-1)-Ю" см"2 и высотой порядка 0.3-0.4 нм. Методом Хол-ловских измерений было обнаружено, что при комнатной температуре проводимость образца со сформированной на нем ПФ (2x2)-Fe на 2-Ю"4 Ом'1 (-14%) ниже по сравнению с проводимостью атомарночистого кремния. Уменьшение проводимости возникает в результате формирования объемных ловушек в виде сети дефектов (вакансий) в сформированной ПФ Si(l 1 l)-(2x2)-Fe, что приводит к уменьшению концентрации носителей заряда. Установлено, что данная ПФ является полупроводниковой с шириной запрещенной зоны 0.99±0.06 эВ. Исследование транспортных свойств тонких слоев железа (после осаждения на ПФ Si( 11 l)-(2x2)-Fe порциями 0.1 нм) проводилось на образцах с различным кристаллическим качеством двумерной упорядоченной фазы Si(l 1 l)-(2x2)-Fe. Условия их формирования были идентичны, за исключением продолжительности отжига: образец А отжигался 45 мин. образец В - 20 мин.

Наибольшие по амплитуде изменения Холловского напряжения были зарегистрированы (рис. 1(a)) для образца А. Сильные изменения в транспортных свойствах происходят за счет накопления напряжений в растущем слое при росте Fe на сили-цидной фазе со структурой р(2х2) за счет эффекта псевдоморфизма [3]. Отклонениями в стехиометрии или сплошности ПФ Si(l I l)-(2x2)-Fe, объясняются меньшими напряжениями в растущем двумерном слое железа на образце В и, отсутствию таких напряжений и плавному изменению Холловского напряжения для Si(l 11)7x7.

Минимальное увеличение продольного напряжения наблюдалось для образца

А. а максимальное - для образца С (рис. 1(6)). Рост напряжения связан с частичной потерей носителей в кремнии при росте Fe за счет диффузии последнего в Si и формировании силицида. Таким образом, можно заключить, во-лервых, о минимальном влиянии диффузии железа в кремний при росте Fe на фазе р(2х2) с наилучшим кристаллическим качеством и, во-вторых, - о присутствии оголенной поверхности Si в образце В.

толщина ре, нм толщина Fe, нм 1x1 мкм

а) б) в)

Рисунок 1. - Зависимости Холловского (а) и продольного (б) напряжений от покрытия железа для образцов со сформированной поверхностной фазой Si(l 1 1 )-(2х2)-Fe (образцы А и В), а также - для атомарно-чистой поверхности кремния Si(l 11)7x7 (образец С). АСМ изображение I х I мкм (в) поверхности образца А.

Поскольку наибольшие по амплитуде изменения Холловского напряжения были зарегистрированы для образца А, то для него были сняты картины АСМ (рис. 1 (в)). Которые показали, что выращенный слой состоит из двумерных островков с размерами 20-30 нм, которые покрывают поверхность фазы р(2х2). Среднеквадратичное отклонение высот островков составляет 0.11 нм. При осаждении на комнатную температуру атомов Fe на ПФ Si(l 1 l)-(2x2)-Fe наблюдается зарождение и рост двумерных островков в соответствии с механизмом роста Вольмера-Вебера[4|.

Был проведен расчет электрических свойств образца А в приближении однородного легирования (рис 2 (а. б)). При покрытии железа, начиная с 0.3 нм. островки Fe начинают срастаться [3]. чем объясняется начало повышения проводимости образца (рис. 2(a)). Происходит рост островков железа с напряженной структурой. При этом наблюдается небольшое снижение подвижности дырок (рис. 2(6)). Чем выше кристаллическое качество фазы р(2х2). тем меньше свободного Si для того, чтобы шла реакция силицидообразования. При дальнейшем увеличении количества осажденного железа на фазе Si(l I l)-(2x2)-Fe происходит псевдоморфный рост пленки Fe. При этом данная пленка испытывает напряжение растяжения, т.к. постоянная решетки железа меньше постоянной решетки любого из его силицидов и кремния [5].

Показано, что именно напряжения в пленке железа приводят к тому, что подвижность носителей заряда в системе пленка - подложка существенно увеличивается.

850

О

ей

' ^ 750

2 и

£ С50

§

* 550

S-

а

с: 4S0

0.5 t 1,5 2

толщина Fe, им a)

0.5 1 1.5 2

толщина Fe, им б)

1 4 ( 1 2 9 4 1 Т

энергия фотонов, эВ энергия фотонов, эВ

в) г)

Рисунок 2. - Результаты расчетов для образца А: изменение проводимости (а) и подвижности дырок (б) в зависимости от покрытия Ре. Спектры пропускания (Т) и отражения (Я) для образцов с фазой 2x2 железа наилучшего (образец А) и худше-го(образец В) качества и Э¡( 111) (в); разностный спектр отражения фазы образца А и ЭК! 11) (г).

При толщине покрытия железа 1.35 им (рис. 2(6)), максимум подвижности дырок достигает 820 см2/(В-сек), тогда как подвижность в исходном состоянии (формирование ПФ Si(l I l)-(2x2)-Fe) составляла всего 520 см2/(В сек). Таким образом, наблюдается увеличение эффективной Холловской подвижности дырок в образце А более чем в 1.5 раза. При толщине слоя железа более 1.35 нм наблюдается уменьшение подвижности носителей (рис. 2(6)) за счет релаксации возникших напряжений и переход к эпитаксиалыюму росту железа с объемным значением постоянной кристаллической решетки [6].

Ex situ были исследованы оптические свойства образцов со слоями железа на Si(l 11)7x7 и Si(l 1 l)-(2x2)-Fe (рис. 2(в,г)). Образец, выращенный на поверхностной фазе Si(l 1 l)-(2.\2)-Fe с наименьшим кристаллическим качеством, имеет меньшие значения коэффициентов отражения при энергиях фотонов более 1.5 эВ по сравнению с монокристаллическим кремнием (рис. 2(b)), что связано с развитием рельефа поверхности. Напротив, образец А, с лучшим кристаллическим качеством, обладает коэффициентом отражения большим, чем кремний в области почти до 3 эВ. Это подтверждают данные разностного спектра отражения (рис. 2(г)).

Плавное уменьшение дифференциального коэффициента отражения (AR/R) с энергией фотонов (рис. 2(г)), свидетельствует о металлическом типе поглощения, но широкий максимум 2.7-2.8 эВ и небольшой пик 3.8 эВ соответствуют полупроводниковому вкладу [7] от ПФ Si(ll 1 )-(2x2)-Fe. С одной стороны осаждение Fe на ПФ Si(l 11 )-(2.x2)-Fe при комнатной температуре заканчивается сохранением полупроводникового вклада этой фазы, с другой стороны, существует металлический вклад от напряженных 2D островков железа на ПФ Si(l 11)-(2х2)-Ке. Таким образом, происходит сохранение фазы р(2х2) за счет накопления напряжений в растущем слое и в отсутствие перемешивания.

В четвертой главе описываются методики и схемы экспериментов, технологии получения тонких пленок магния (Mg) и кальция (Са) на кремнии, подготовки образцов и источников. Приводятся результаты исследования формирования, параметров электронной структуры, оптических, электрических свойств систем на основе тонких пленок Ca2Si на кремнии с использованием прекурсора: 2D фазы Mg2Si или тонкой пленки силицида магния на Si(l 11). Все исследования проводились в четыре этапа.

На первом этапе проводилось определение диапазона температурной стабильности пленки Mg2Si на Si(l I I). Для этого методом ДОС исследовали твердофазную эпитаксию пленки Mg на Si( 111) в диапазоне температур -10 - 380 °С. Исходная пленка Mg была осаждена при КТ на Si(l 11)7x7 и имела толщину 12.6 нм. Температуры для исследований были выбраны в диапазоне or 40 до 380 °С. Спектр AR/R от пленки магния при КТ (рис. 3(a)). имеет форму характерную для спектров мнимой части диэлектрической функции (е") металлов. Поскольку на нем отсутствуют пики, то он соответствует объемному Mg [8]. Таким образом, исходный состав пленки - металлический. После проведения отжига при температурах Т=140-210°С график спектра AR/R заметно растет с увеличением энергии, появляется широкий максимум, состоящий из нескольких пиков, что соответствует формированию пленки объемного Mg2Si. Дальнейшее увеличение температуры отжига (Т=260-290°С) приводит к уменьшению AR/R, при этом форма спектра сохраняет полупроводниковый характер. Эти изменения вызваны уменьшением толщины пленки Mg2Si вследствие десорбции Mg. При Т=300°С сигнал снижается до значений характерных для 2D фаз. Это значит, что весь силицид разрушился, десорбция Mg завершилась, и на поверхности сформировались островки 2D фазы аморфного кремния.

На втором этапе проводилось осаждение Са на Si(l 11)7x7 при выбранных температурах. На этом этапе была определена температура (135°С), при которой формируется пленка Ca2Si лучшего качества и установлены стадии роста пленки этого силицида па Si( 111), а также вычислена его оптическая функция.

Для выбранных температур были зарегистрированы спектры ЭОС (рис. 3(6)). Положения пиков Са (298 эВ) смещены относительно пика объемного кальция (297 эВ), что свидетельствует, с учетом большой осажденной толщины Са (7.72 нм), о произошедшем силицидообразовании в системе Ca/Si. Расчет отношения интепсив-ностей ожэ-пиков кальция и кремния для осажденной пленки и чистой подложки

показал (рис. 3(в)), что с возрастанием температуры подложки происходит увеличение концентрации атомов 51 в силициде и уменьшение концентрации Са.

Е, эВ Е, эВ Температура подложки, "С

а) б) в)

Рисунок 3. - Спектры ДЯЖ от пленки при КТ и различных температурах отжига (а). Спектры ЭОС. полученные при осаждении пленки Са толщиной 7.72 нм на'20 фазу Н¡( 111)7x7 при разных температурах (б). Зависимости отношения ожэ-пиков кальция и кремния после осаждения Са Оса/^Д и. ожэ-пика Б1 после осаждения Са к исходной интенсивности кремния для 81(111 )7х7 (Ц./^Ко)) (в)-

Отношение интенсивностей ожэ-пиков Са и 51 уменьшается с 2.45 до 1.13 отн.ед. В структуре ожэ-пика 51 (рис. 3(6)), начиная с температуры подложки 213 °С, наблюдаются изменения в форме и интенсивности низкоэнергетической части ожэ-пика, отвечающего за изменения в валентной полосе 51 при силицидообразовании. Таким образом, формирующаяся пленка претерпевает изменения. В ней. с ростом температуры подложки при осаждении Са, начинают преобладать силициды с металлическими свойствами (Са51. Са812). Состав близкий к Са281 наблюдается при температуре отжига 135°С.

На третьем этапе проводилось осаждение Са на пленку К^281 на 81(111) по методике [9] при Т=135°С. Полупроводниковый К^281 формировали в течение 10 минут отжигом при Т=215 °С толстой пленки осажденной при КТ на 81(111)7x7. В ходе этого этапа было установлено, что формируется Са281 и определены стадии роста этого силицида на М§281. На рис. 4(а) значения Е = 2.11, 2.23 и 2.34 эВ соответствуют получению тонкой пленки Са281, что близко к данным для объемного Са281.

Для трех энергий из спектров ДОС (рис. 4(а)) (1.289, 2.162 и 2.854 эВ) были построены зависимости ДК/Я(1), представленные на рис. 4(6), из которых определены три стадии роста пленки Са281. На 1-ой стадии роста пленки (0-2.08 нм) происходит разрушение 20 фазы \^281 и формирование в этих местах зародышей новой 30 фазы. На 2-ой стадии роста пленки (2.08-5 нм) происходит заметное уменьшение ДИ/11 при Е>2.6эВ, а при меньших энергиях островки новой фазы растут за счет разрушения объемного силицида 1\^281. На 3-ей стадии (5-7.5 нм) продолжается формироваться сплошная пленка повой фазы.

с.1 , AR/R

E. эВ

a)

-C.06 -i

6)

Рисунок 4. - Спектры ДОС, полученные при осаждении Са на пленку Mg2Si. выращенную на Si(l 11) (а). Зависимость AR/R(t) (б).

Из спектров As" для пленки на 2 и 3 стадии роста была определена энергия второго межзонного перехода в Ca2Si: Ed = 1.81 эВ (2 стадия) и Ed = 1.68 эВ (3 стадия). что близко к известным теоретическим данным [10].

На четвертом этапе проводилось исследование стадии роста пленки Ca2Si на 2D фазе Mg2Si на Si(l 11), которую формировали в течение 10 минут отжигом пленки Mg при 4-х рабочих температурах, Са осаждался со скоростью 0.3 им/мин при этих же температурах. Спектры ХПЭЭ полученной пленки Ca2Si (рисунок 5(a)) содержат объемный (Еу) и поверхностный (Es) плазмоны, которые отсутствуют на спектрах Si. Это означает, что сформирована непрерывная пленка Ca2Si. Интенсивность поверхностного плазмона Е.ч дает информацию о шероховатости пленки (чем ниже интенсивность, тем выше шероховатость и хуже морфология пленки). Интенсивность поверхностного плазмона Ех для пленки Ca2Si, сформированной на Mg2Si, намного ниже, чем Es для этой же пленки, полученной непосредственно на Si(l 11)7x7. следовательно, шероховатость первой высока. В данной работе полагаем, что морфология пленки Ca2Si может быть улучшена, если атомы Са будут осаждаться на ровную поверхность, такую как 2D фаза Mg2Si. Спектры ХПЭЭ, которые были получены для пленки Са. осажденной на 2D фазу MgjSi (рис. 5(a)), подтверждают это. Морфология сформированной пленки, лучше, чем у Ca2Si. полученной на Si(l 11)7x7. Чтобы выяснить причину этого улучшения, был исследован этап роста пленки Са на 2D фазе Mg2Si.

Как видно из рисунка 5(6) значения коэффициента дифференциального отражения AR/'R низкие, а зависимость ARj'R(t) линейна. Это указывает на то, что происходит формирование ПФ Са и эта поверхностная фаза привносит основной вклад в формирование качественной пленки Ca2Si.

Для проверки влияния температуры па формирование пленки Ca2Si поверх двумерного силицида магния проводили исследования электрических свойств выращенных пленок in situ методом измерения эффекта Холла [11]. Результаты измерения эффективной проводимости от обратной температуры представлены на рис. 6(a).

Е. iB

а) б)

Рисунок 5. - Спектры ХПЭЭ кремния; Mg2Si; пленки Са, полученной осаждением при 125°С на Mg2Si, 2D фазу Mg (Mg SP) и Si(l I 1)7х7(а). Зависимость AR/R от времени осаждения Са (при 125°С) на 2D фазу Mg (б).

Проводимость 2D фазы Mg2Si при комнатной температуре оценивается величиной о = 2.25-Ю"4 Ом"1 (+5% от проводимости чистого Si: cisr2.13-10"4 Ом"'). Проводимость подложки с двумерной фазой Mg2Si и осажденным Са может быть меньше (при температурах осаждения 150°С и 200°С) или больше (при температурах осаждения (100°С и 125°С). чем проводимость чистой подложки Si. Наибольшая эффективная проводимость (2.45-10"4 Ом"1 (+15% от проводимости чистого кремния)) была зарегистрирована, когда Са осаждали при Т=125 °С. Увеличение эффективной подвижности дырок в системе плен ка-подложка возможно только в случае, когда на поверхности подложки формируется сплошная полупроводниковая пленка с подвижностью носителей большей, чем в кремнии. Используя аппроксимацию линейных участков температурных зависимостей логарифма проводимости (рис. 6(a)). были проведены оценки ШЗЗ для всех полученных структур (рис. 6 (б)).

Ширина запрещенной зоны, вычисленная для пленки силицида кальция (Ca2Si), сформированной при температуре 100°С , равняется ШЗЗ подложки. Это означает, что в этом случае ток проходит только через подложку, а сформированная пленка является несплошной. Очевидно, что 2D фаза Mg2Si разрушается во время формирования пленки силицида кальция при температуре 100°С.

Пленка силицида кальция, полученная на 2D фазе Mg2Si при Т=125°С, имеет самую высокую проводимость (+15% против Si) и эффективную подвижность основных носителей заряда (449 смг/(В-сек)), а следовательно обладает лучшим качеством и низкой шероховатостью. Величина ширины запрещенной зоны, рассчитанная для этой пленки, меньше ШЗЗ 2D фазы Mg2Si и пленки Ca2Si, и составляет 0.90 эВ, что можно объяснить влиянием ПФ Са (как показано на рис. 6 (б)).

Величины ширины запрещенной зоны пленки сформированной при 150 и 200°С близки к теоретическому значению, вычисленному для Ca2Si в [10]. Это подтверждает рост пленки именно этого полупроводникового силицида. При этом высока шероховатость данной пленки, так как значения ее проводимости (-7 % и -8 %

против 81, соответственно) и эффективной подвижности основных носителей заряда (372 см2/(В-сек) и 317 см2/(В-сек) против 437 см7(В-сек) для БО при КТ низки.

*> substrate

Рисунок 6 - Зависимость логарифма эффективной проводимости от температуры, измеренные на: чистой подложке кремния; 2D фазе Mg2Si; после осаждения Са на 2D фазу Mg2Si (а). Расчетная ШЗЗ сформированной пленки и модель роста при различных температурах (б). Пунктирные линии показывают ШЗЗ (Е„) силицида кальция (Ca2Si) [10], 2D фазы Mg (Mg SP) и чистого кремния (Si).

При температурах 150 и 200°С усиливается десорбция атомов магния из 2D фазы Mg2Si. Поскольку показатель десорбции атомов магния при температуре 150°С ниже, чем при 200°С. то при первой температуре сохраняются области с 2D фазой Mg2Si, покрытые ПФ Са (как показано на рис. 6(6)). Поэтому эффективная ширина запрещенной зоны (1.00 эВ) пленки сформированной при Т=150°С имеет значение ниже, чем теоретические значения, полученные для ШЗЗ Ca?Si и ПФ Са. В тоже время. при Т=200°С десорбция Mg высока, формируется только пленка Ca^Si (рис. 6 (б)), и поэтому значение ширины запрещенной зоны (1.02 эВ) можно считать относящимся только к пленке полупроводникового силицида Ca2Si, определенному таким образом экспериментально в данной работе. С учетом предыдущих экспериментов можно заключить, что формирование сплошной тонкой пленки Ca2Si с полупроводниковым характером проводимости происходит в узком интервале температур: 125-135 °С.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

• Г1Ф Si( 111 )-(2x2)-Fe состоит из сросшихся двумерных доменов с шероховатостью поверхности менее 0.2 нм, обладает полупроводниковой проводимостью и шириной запрещенной зоны 0.99+0.06 эВ и при полном покрытии подложки блокирует перемешивание атомов Si с атомами Fe. Ex situ исследования оптических свойств выращенных слоев Fe на ПФ Si(l 1 l)-(2x2)-Fe подтвердили полупроводниковый характер поглощения в ней и металлический характер поглощения в слое Fe.

• Рост сверхтонких слоев железа на ПФ Si(l 1 l)-(2x2)-Fe зависит от ее кристаллического состояния и в случае максимального покрытия образца данной ПФ возникает напряженное состояние кристаллической решетки в приповерхностной области подложки. Исследования транспортных свойств данного слоя показали, что при толщине железа 1.35 нм эффективная подвижность основных носителей заряда

(дырок) составляет 820 см2/(В сек). В случае неполного покрытия кремния ПФ Si(ll l)-(2x2)-Fe происходит взаимодействие Fe с атомами подложки, формирование островков силицида и значительное ухудшение транспортных свойств.

• Рост пленки силицида кальция (Ca2Si) на прекурсоре Mg2Si на Si(lll) в температурном диапазоне 125-135 °С проходит в три стадии: (1)0- 2.08 нм - формируется Ca2Si путем замещения атомов Mg атомами Ca в 20-слое Mg2Si; (2) 2.08 - 5 нм -рост сплошной пленки Ca2Si завершается; (3) 5-7.5 нм - на сформированной сплошной пленке идет рост кристаллического Ca2S¡ вглубь прекурсора Mg2S¡.

• Осаждение Ca на Mg2Si при температуре 125 °С позволяет получить полупроводниковую ПФ Ca и тонкую полупроводниковую поликристаллическую пленку Ca2S¡ с фундаментальными переходами 0.9+0.06 эВ и 1.02±0.06 эВ, соответственно, по данным температурных измерений электрической проводимости.

• Поликристаллическая пленка Ca2S¡, выращенная на прекурсоре Mg2Si, характеризуется прямыми межзонными переходами с максимальной силой осциллятора в области энергий фотонов 1.68-2.8 эВ.

• Из спектров мнимой части диэлектрической функции Ca2Si определена энергия 2-го прямого межзонного перехода (1.68 эВ) для полупроводниковой пленки Ca2Si. выращенной на прекурсоре Mg2Si на Si(lll). Установлено, что сдвиг в сторону меньших энергий с ростом толщины осажденного кальция, связан с переходом пленки Ca2Si из напряженного состояния в релаксированное состояние.

• Пленка Ca2Si. выращенная на Si(l 11)7x7. обладает худшим кристаллическим качеством по сравнению с пленкой Ca2Si, выращенной на прекурсоре Mg2S¡. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ

1. D.L. Goroshko, N.G. Galkin. D.V. Fomin, A.S. Gouralnik and S.V. Vavanova. «An investigation of" the electrical and optical properties of thin iron layers grown on the epitaxial Si(l 11)-(2* 2)-Fe phase and on an Si(l 11)7 * 7 surface» // Journal of Physics: Condensed Matter-21, (2009) pp. 435801-435809.

2. Д.Л. Горошко, Д.В. Фомин, A.C. Гуральник, H.Г. Галкин Электрические свойства двумерных слоев железа на упорядоченных фазах Si(l 11)7x7 и Si(l U)-2x2-Fe/ Химическая физика и мезоскопия, 2009, т. 11, №3. сс. 353-360.

3. Горошко Д.Л., Фомин Д.В., Гуральник A.C., Ваванова C.B., Галкин Н.Г. «Электронная структура, электрические, магнитные и оптические свойства двумерных слоев железа на поверхностных фазах Si(l 11)7x7 и Si(l 11)2x2-Fe»// Труды XII Конференции студентов, аспирантов и молодых ученых rio физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов, Дальнаука, 2009 г., сс. 126-135.

4. Галкин К.Н., Фомин Д.В., Доценко С.А., Галкин Н.Г. «Исследование формирования, параметров электронной структуры и оптических свойств систем на основе двумерных пленок силицида кальция Ca2Si на кремнии с использованием прекурсора - Si(l 11)2/3V3x2/3V3-Mg» // Труды VIII Региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование», АмГУ, 2009,сс. 133-137.

5. С.А. Доценко, Д.В. Фомин, Н.Г. Галкин. «Влияние фазы Si(l 11)7x7 и пленки Mg2Si/Si(l 11) на формирование и оптические свойства пленки полупроводникового силицида кальция»// Химическая физика и мезоскопия, 2010, т. 12, №3, сс. 376381.

6. S.A. Dotsenko, D.V. Fomin, K.N. Galkin, D.L. Goroshko and N.G. Galkin "Growth, optical and electrical properties of Ca2Si film grown on Si(lll) and Mg2Si/Si(l 11) sub-strates'7/Asia-Pacific Conference on Semiconductor Silicides (APAC-SILICIDE 2010), Tsukuba University, Tsukuba, Japan, 2010, pp.60-61.

7. Доценко С.А., Фомин Д.В., Галкин K.H., Горошко Д.Л., Галкин Н.Г. "Определение диапазона температур оптимальных для формирования полупроводникового силицида Ca2Si из поверхностной фазы Mg2Si на Si(l 11)7/ Труды IX Региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» г. Хабаровск, 2010, сс.53-55.

8. Доценко С.А., Фомин Д.В., Галкин К.Н., Галкин Н.Г. "Оптические свойства пленки полупроводникового силицида Mg2Si на Si(l 11) в области температурной стабильности" // Труды IX Региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» г. Хабаровск, 2010, сс.56-58.

9. Доценко С.А., Фомин Д.В., Галкин Н.Г."Влияние фазы Si(T 11)7x7 и пленки Mg2Si/Si(l 11) на формирование и оптические свойства пленки полупроводникового силицида Ca2Si"// Труды IX Региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» Хабаровск, 2010, сс.50-52 Жирным шрифтом выделены издания входящие в перечень ВАК РФ.

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. K.Kataoka, K.Hattori, Y.Miyatake, H.Daimon. Phys.Rev. В 74, 155406 (2006).

2. S.Hajjar, G.Garreau, S.Pelletier, D.Bolmont, C.Pirri. Phys. Rev. B. №68. P.033302. (2003).

3. G. Garreau, S. Hajyar, J.L. Bubendorff, C. Pirri, D. Berling, A. Mehdaoui, R. Stephan, P. Wetzel, S. Zabrocki, G. Gewinner, S. Boukari and E. Beaurepaire. Phys. Rev. В 71 094430 (2005).

4. Handbook of crystal growth, edited by D.T.Hurle (Amsterdam, 1994).

5. B. Eggert, G. Panzner, Phys. Rev. В 29, 2091 (1984).

6. R.Stephan, S.Zabrocki, P.Wetzel, D.Berling, A.Mehdaoui, J-L.Bubendorff, G. Garreau, C.Pirri, G.Gewinner, N.Boudet, J.F.Berar. Surf. Sci. 600, 3003 (2006).

7. S.A. Dotsenko, N.G. Galkin, L.V. Koval, V.O. Polyarnyi. e-J. Surf Sci. Nanotech.V4, 319 (2006).

8. J.D.E. Mclntyre and D.E. Aspnes. Surf. Sci. 24 417 (1971).

9. H. Matsui, M. Kuramoto, T. Ono, H. Nose, H. Tatsuoka, H.Kuwabara. J. Cryst. Growth 237/239.2121-2124 (2002).

10. S. Lebegue, B. Arnaud, and M. Alouani. Phys. Rev. В 72, 085103 (2005).

11.N.G.Galkin, V.A.Ivanov, A.V.Konchenko, D.L.Goroshko. Instr.Exp.Tech. 42, 284 (1999)

ч

Фомин Дмитрий Владимирович

ФОРМИРОВАНИЕ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СВОЙСТВА ТОНКИХ СЛОЕВ НА ОСНОВЕ Ре И Са281 НА БЦП 1)

Автореферат

Подписано к печати 18.10. 2010 г. Формат 60x84/16. Цел. печ. л. 1, 16. Тираж 100. Заказ №_.

Отпечатано в типографии ИП Сажинова А.А г. Благовещенск, ул. Калинина,!27/45.

Введение.

Глава 1. Аналитический обзор.

1.1 Поверхностные сверхструктуры и двумерные электронные системы.

1.2 Формирование упорядоченных поверхностных фаз Fe на Si(l 11).

1.3 Формирование упорядоченных поверхностных фаз Са на Si(lll).

1.4 Формирование упорядоченных поверхностных фаз Mg на Si(l 11).

Глава 2. Методы исследования, аппаратура и методики расчетов.

2.1 Методы исследования поверхностных процессов.

2.1.1 Электронная оже-спектроскопия.

2.1.2 Спектроскопия характеристических потерь энергии электронами.

2.1.3 Метод дифракции медленных электронов.

2.1.4 Методы электрофизических измерений.

2.1.5 Оптическая спектроскопия полупроводников.

2.1.6 Методы сканирующей зондовой микроскопии.

2.2 Методики расчетов.

2.2.1 Расчет подвижности и концентрации носителей заряда с использованием эффекта Холла.

2.2.2 Метод дифференциальной отражательной спектроскопии.

2.2.2.1 Метод динамического эталона.

2.2.2.2 Метод восстановленного эталона.

2.3 Экспериментальная аппаратура.

2.3.1 Экспериментальная аппаратура для роста пленок и электронной оже-спектроскопии.

2.3.2 Аппаратура для роста пленок с установкой для прямого наблюдения картин дифракции медленных электронов и приставкой для измерения эффекта Холла.

2.3.3 Аппаратура для роста пленок и исследований методом дифференциальной отражательной спектроскопии.

2.3.4 Спектральные приборы SPECORD 71 IR, МДР-3 и Hitachi U-3010.

Глава 3. Определение механизма роста и исследование свойств тонких пленок железа на поверхностной фазе Si(l 11)-(2х2)- Fe.

3.1 Формирование поверхностной фазы Si(l 1 l)-(2x2)-Fe и ее морфология.

3.2 Транспортные свойства ПФ Si(l 1 l)-(2x2)-Fe.

3.3 Морфология и электрические свойства слоев Fe, осажденных при комнатной температуре на ПФ

Si(l 11)-(2 х 2)-Fe.

3.4 Оптические свойства образцов со сверхтонкими слоями железа на Si(l 11)7x7 и Si(l 1 l)-(2x2)-Fe.

Глава 4. Исследование формирования, электронной структуры, оптических, электрических свойств систем на основе тонких пленок Ca2Si на кремнии с использованием прекурсора 2D фазы Mg2Si или тонкой пленки силицида магния на кремнии.

4.1 Определение диапазона температурной стабильности пленки Mg2Si на Si(l 11).

4.2 Осаждение Са на Si( 111 )7х7.

4.3 Осаждение Са на пленку Mg2Si на Si(l 11).

4.4 Исследование стадии роста пленки Ca2Si на 2D фазе Mg2Si на Si(l 11).

Важным объектом современной физики полупроводников являются системы пониженной размерности, создаваемые на атомно-чистых полупроводниковых поверхностях. Их исследование проводится в сверхвысоком вакууме методами физики поверхности. Особый интерес представляют ультратонкие пленки и многослойные пленочные структуры наноразмерной толщины. Это обусловлено тем, что указанные объекты обладают рядом уникальных свойств, нехарактерных для материалов в массивном состоянии, что вызывает большой интерес к ним со стороны, как исследователей, так и разработчиков микроэлектронной техники. По мере приближения размеров твердотельных структур к нанометровой области, все больше проявляются квантовые свойства электрона. В его поведении преобладающими становятся волновые закономерности, характерные для квантовых частиц, и это открывает перспективы создания принципиально новых переключающих, запоминающих, усиливающих элементов и других устройств для микроэлектроники.

Данная диссертационная работа посвящена исследованию формирования, параметров электронной структуры, оптических и полупроводниковых свойств систем на основе двумерных упорядоченных пленок железа (Fe) и силицида кальция (Ca2Si) на кремнии.

Особенностью подхода к формированию двумерных (2D) пленок силицидов металлов является использование стабильных поверхностных сверхструктур различных металлов на кремнии в качестве барьерных слоев или прекурсоров для создания сплошных пленок моноатомной толщины в условиях сверхвысокого вакуума.

Применение методов in situ исследования электронной структуры, оптических и полупроводниковых свойств формируемых тонких пленок, позволяет проводить исследования с высокой степенью детализации проходящих ростовых процессов. Выбор материалов для исследований остановлен на использовании экологически чистых и недорогих материалов, таких как железо, кальций и магний.

Актуальность темы диссертации

Полупроводниковые и металлические системы с пониженной размерностью (двумерные, одномерные и нульмерные) привлекают широкое внимание исследователей, как с точки зрения фундаментальных знаний, так и с практической точки зрения.

Фундаментальный интерес к подобным системам вызван проявлением в них новых свойств (оптических, электрических, магнитных и др.), что связано с квантово-механическим ограничением электронов, фононов и других квазичастиц в таких системах и изменениями в электронной плотности состояний, электропроводности, теплопроводности, формировании магнитных свойств.

Практический аспект использования систем с пониженной размерностью состоит в создании датчиков различных физических величин, а также -принимающих или усиливающих устройств.

Известно, что на кремнии формируется термостабильная упорядоченная двумерная поверхностная фаза (ПФ) 81(111)-(2х2)-Ре, которая может быть использована в качестве ориентирующего барьера при формировании тонких слоев железа на 81(111), что очень актуально для решения задач спинтроники на кремнии. Эта ПФ может стать, также основой для эпитаксиального роста прямозонного полупроводникового силицида Р-Ре812, который представляет значительный интерес для оптоэлектроники, поскольку ширина его запрещенной зоны (0.87эВ) близка к области прозрачности оптического волокна.

Силицид кальция (Са281) обладает полупроводниковыми свойствами, однако рост гомогенных пленок этого силицида, при непосредственном осаждении Са на 81(111), при температуре (реактивная эпитаксия) или отжигом пленки Са, осажденной при комнатной температуре (твердофазная эпитаксия), не возможен. Использование в качестве прекурсора другой силицидной фазы, такой как силицид магния (М£281), позволит создать сплошные пленки полупроводникового силицида кальция, которые могут быть использованы в целях разработки новых фото- и термоэлектрических приборов на кремнии. 5

Связь работы с крупными научными программами

С 2006 года в Российской академии наук (РАН) существует большая научно-исследовательская программа - "Квантовые наноструктуры", координатором которой является академик, лауреат Нобелевской премии Жорес Иванович Алферов. В рамках этой программы данная диссертационная работа является частью реализации исследовательских проектов Института автоматики и процессов управления (ИАГТУ) Дальневосточного отделения РАН (г. Владивосток) связанных с выше упомянутой программой, наиболее значимые из которых [1]:

1. Проект "Монолитные кремниевые гетеронаноструктуры на основе полупроводниковых силицидов: рост и приборные свойства". Руководитель - д.ф.-м.н., профессор Н.Г.Галкин. Поддержка - академик Ж.И. Алферов. Номер проекта - 09-1-П27-05 (2009-2011) .

2. Инициативный проект РФФИ 07-02-00958а. Руководитель - д.ф.-м.н., профессор Н.Г.Галкин (2007 -2009).

3. Инициативный проект РФФИ №. 10-02-00284а Руководитель - д.ф.-м.н., профессор Н.Г.Галкин (2010-2012) .

4. Проект "Исследование процессов роста в системах кремний-- силицид -кремний и их свойств методами оптической спектроскопии'; и комбинационного рассеяния ИАПУ." Руководитель проекта - д.ф.-м.н., профессор Галкин Н.Г. Поддержка - чл.-корр. РАН Е.А. Виноградов. Номер проекта - 09-ЮФН-02 (2009-2011).

В данной диссертационной работе формирование тонких слоев железа с использованием двумерной поверхностной фазы 81(111)-(2х2)-Ре и исследование их свойств выполнены при поддержке грантов РФФИ №07-02-00958а и №09-02-98501рвостока, и гранта ДВО РАН №09-1-ОФН-01.

Работы по формированию тонких слоев Са281 на основе прекурсора М§281 на 81(111) и исследование их свойств выполнены при поддержке грантов РФФИ №. 10-02-00284а и ДВО РАН №09-1-Р27-05. Цель диссертационной работы

Установление механизмов роста и определение свойств слоев железа (Ре) 6 и силицида кальция (Ca2Si) на поверхностной фазе Si(lll)-(2x2)-Fe и прекурсоре Mg2Si на Si(lll) соответсвенно, для создания кремний-силицидных полупроводниковых наноструктур. Основные задачи диссертационной работы

1. Исследование морфологии и электрических свойств поверхностной фазы (ПФ) Si(l 11)-(2х2)- Fe.

2. Определение механизма роста и исследование свойств железа на Si(l 11)-(2х2)- Fe.

3. Определение механизма замещения атомов Mg атомами Са в 2D фазе Mg2Si и в полупроводниковой пленке силицида магния.

4. Исследование электронных, электрических и оптических свойств слоев Ca2Si, выращенных на прекурсоре Mg2Si на Si(l 11).

Методология и методы проведенного исследования

Большинство методов исследования тонких пленок, примененные в данной диссертационной работе, как и большинство современных экспериментальных методов исследования поверхности, основываются на явлении испускания твердыми телами вторичных электронов при их бомбардировке пучком первичных электронов в условиях сверхвысокого вакуума. Энергетические спектры и угловые распределения вторичных электронов содержат достаточно полную информацию об основных микроскопических характеристиках поверхности - составе, структуре, электронном строении. Поэтому для изучения механизмов роста тонких пленок in situ в данной работе были широко использованы методы: электронной оже-спектроскопии (ЭОС), спектроскопии характеристических потерь энергии электронами (ХПЭЭ) и дифракции медленных электронов (ДМЭ).

Для определения проводимости, концентрации и подвижности носителей зарядов, использовался метод in situ Холловских температурных измерений.

При изучении стадий роста и свойств формируемых плёнок металлов и их силицидов на кремнии, во время осаждения, использовался метод дифференциальной отражательной спектроскопии (ДОС). Данные ДОС полученные во время осаждения металлов при комнатной температуре были 7 обработаны с помощью метода динамического эталона, а при изохронном отжиге — методом восстановленного эталона. Ex situ проводились исследования. микрорельефа поверхности и ее локальных свойств с помощью атомной силовой микроскопии (АСМ) и оптической отражательной спектроскопии.

Научная новизна полученных результатов

1. Определены, полупроводниковый тип проводимости:, концентрация и подвижность основных носителей (дырок) в поверхностной фазе железа Si(l 1 l)-(2x2)-Fe методом in situ температурных Холловских измерений.

2. Установлено,,что ПФ (2x2)-Fe на Si(l ll) с полным покрытием поверхности подложки выступает в роли диффузионного барьера, препятствуя перемешиванию атомов Si и осаждаемых атомов железа. Слои Fe на такой ПФ растут в виде двумерных островков, повторяя, морфологию кремниевой поверхности и сохраняя; напряженное состояние кристаллической решетки, что приводит к повышению подвижности дырок в кремнии.

3. Установлено, что при осаждении: Cat на прекурсор (2D фаза или тонкая пленка Mg2Si) при температурах (90 - 200 °С)? происходит замещение атомов Mg атомами; кальция и десорбция магния- с поверхности* с последующим формированием Ca2Si.

4. Определена оптимальная температура (125±5°С) подложки Si(lll). с предварительно сформированным прекурсором (2D фазой Mg2Sij, которая необходима для получения сплошной поликристаллической пленки Ca2Si при осаждении атомов кальция.

5'. Определена ширина, фундаментального перехода (1.02±0.06 эВ) методом измерения эффекта Холла для слоев Ca2Si, выращенных на Mg2Si на Si(lll).

6. Установлена область прямых фундаментальных переходов с максимальной интенсивностью (1.68-2.8 эВ) и рассчитан прямой межзонный переход с максимальной силой осциллятора (1.68-1.81эВ) в, слоях, Ca2Si, сформированных на прекурсоре Mg2Si.

Практическая значимость полученных результатов

Формирование и исследование свойств ПФ Si(l l l)-(2x2)-Fe связано с 8 определением условий формирования барьерного слоя, препятствующего силицидообразованию в ходе роста железа на 81(111). Использование такого слоя позволит разработать технологию изготовления приборов со спиновой инжекцией на кремнии.

Методики получения сплошных пленок силицида кальция на кремнии с использованием прекурсора 2D фазы М^281 и тонкой пленки силицида магния, могут быть использованы в целях разработки фото- и термоэлектрических приборов на кремнии. Предложена технология формирования тройных наногетероструктур Са281/М^281/81, перспективного материала для формирования полупроводниковых транзисторов. Положения диссертации, выносимые на защиту

1. Поверхностная фаза 81(111)-(2х2)-Ре с полным покрытием поверхности подложки обладает полупроводниковой проводимостью с шириной запрещенной зоны 0.99±0.06 эВ и является барьером для перемешивания атомов железа и атомов кремния в подложке.

2. Рост сверхтонких слоев Ре на ПФ 81(111)-(2х2)-Ре с полным покрытием происходит по механизму разрастания напряженных двумерных островков, вызывающих напряженное состояние кристаллической решетки 81 до толщины слоя железа 1.35 нм, способствуя полутократному увеличению эффективной подвижности дырок в кремниевой подложке.

3. При осаждении Са на прекурсор М^281 (2Б фазу М^;^ или тонкую пленку М£281 на 81(111)) замещение атомов М^ атомами Са и десорбция магния с поверхности в условиях сверхвысокого вакуума происходит, начиная с температуры 125 °С, что приводит при толщинах Са более 1.25нм к формированию сплошной поликристаллической пленки Са28ь

4. Тонкая пленка Са281, выращенная с использованием прекурсора М^281 , обладает шириной запрещенной зоны 1.02±0.06 эВ.

5. Интенсивные прямые межзонные переходы в пленках Са281, выращенных с использованием прекурсора М£281, наблюдаются в диапазоне энергий фотонов 1.68 - 2.8 эВ, а смещение их низкоэнергетической границы соответствует переходу пленки Ca2Si из напряженного в релаксированное состояние. Личный вклад соискателя

Автор принимал участие во всех экспериментах, выполненных в ИАПУ ДВО РАН, обработке данных, обсуждении и написании статей и тезисов докладов, подготовил и запустил оборудование в АмГУ и лично выполнил эксперименты.

Достоверность результатов

Обеспечивалась использованием сверхвысоковакуумной аппаратуры, стабилизированных источников питания, прецизионных анализаторов энергии, проверенных экспериментальных методик, повторяемостью результатов с малыми разбросами измеряемых величин, а также согласованностью полученных результатов с известными литературными данными. Апробация результатов f

1. НАУКА. ТЕХНОЛОГИИ. ИННОВАЦИИ. Всероссийская научная конференция молодых ученых. Новосибирск, 2008.

2. XII МЕЖРЕГИОНАЛЬНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ПО ФИЗИКЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ, ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ. Владивосток: ИАПУ ДВО РАН, 2009.

3. ФИЗИКА: ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, ОБРАЗОВАНИЕ. VIII региональная научная конференция. Благовещенск: Амурский госуниверситет, 2009.

4. VII Международная конференция и VI Школа молодых ученых и специалистов по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе - «КРЕМНИИ-2010». Нижний Новгород, 2010.

5. Asia-Pacific Conference "SEMICONDUCTOR SILICIDES", Tsukuba, 2010.

6. 9th Russia-Japan seminar on semiconductor surfaces , Vladivostok, 2010.

7. ФИЗИКА: ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, ОБРАЗОВАНИЕ. IX региональная научная конференция. Хабаровск, 2010.

Публикации по результатам диссертации

1. D.L. Goroshko, N.G. Galkin, D.V. Fomin, A.S. Gouralnik and S.V. Yavanova. «An investigation of the electrical and optical properties of thin iron1 layers grown on the epitaxial Si(lll)-(2x 2)-Fe phase and on an Si(lll)7 x 7 surface» // J. Phys.: Condens. Matter - 21, (2009) pp. 435801-435809.

2. Д.Л. Горошко, Д.В. Фомин, A.C. Гуральник, Н.Г. Галкин Электрические свойства двумерных слоев железа на упорядоченных фазах Si(l 11)7x7 и Si(l 1 l)-2x2-Fe/ Химическая физика и мезоскопия, 2009, т. 11, №3, сс. 353-360.

3. Горошко Д.Л., Фомин Д.В., Гуральник А.С., Ваванова С.В., Галкин Н.Г. «Электронная структура, электрические, магнитные и оптические свойства двумерных слоев железа на поверхностных фазах Si(l 11)7x7 и Si(l 11)2x2-Fe»// Труды XII Конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов, Дальнаука, 2009 г., сс. 126-135.

4. Галкин К.Н., Фомин Д.В., Доценко С.А., Галкин Н.Г. «Исследование формирования, параметров электронной структуры и оптических свойств систем на основе двумерных пленок силицида кальция Ca2Si на кремнии с использованием прекурсора - Si(lll)2/3V3x2/3V3-Mg» // Труды VIII Региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование», АмГУ, 2009,сс.133-137.

5. С.А. Доценко, Д.В. Фомин, Н.Г. Галкин. «Влияние фазы Si(l 11)7x7 и пленки Mg2Si/Si(l 11) на формирование и оптические свойства пленки полупроводникового силицида кальция»// Химическая физика и мезоскопия, 2010, т. 12, №3, сс. 376-381.

6. S.A. Dotsenko, D.V. Fomin, K.N. Galkin, D.L. Goroshko and N.G. Galkin "Growth, optical and electrical properties of Ca2Si film grown on Si(lll) and Mg2Si/Si(lll) substrates'7/Asia-Pacific Conference on Semiconductor Silicides (APAC-SILICIDE 2010), Tsukuba University, Japan, 2010; pp.60-61.

7. Доценко C.A., Фомин Д.В., Галкин K.H., Горошко Д.Л., Галкин Н.Г. "Определение диапазона температур оптимальных для формирования

11 полупроводникового силицида Са281 из поверхностной фазы М^^ на 81(111)"// Труды IX Региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» г. Хабаровск, 2010. сс.53-55.

8. Доценко С.А., Фомин Д.В., Галкин К.Н., Галкин Н.Г. "Оптические свойства пленки полупроводникового силицида М£281 на 81(111) в области температурной стабильности" // Труды IX Региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» г. Хабаровск, 2010. сс.56-58.

9. Доценко С.А., Фомин Д.В., Галкин Н.Г. "Влияние фазы 81(111)7x7 и пленки М§281/81(111) на формирование и оптические свойства пленки полупроводникового силицида Са28Р7/ Труды IX Региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» г. Хабаровск, 2010. сс.50-52.

Жирным шрифтом выделены издания входящие в перечень ВАК РФ. Структура и объем диссертации

Во введении сформулирована цель работы и ее актуальность, определены основные задачи, указаны новизна и практическая ценность работы, изложены основные защищаемые положения и описана' структура диссертации.

В первой главе представлено современное состояние изложенных в диссертации вопросов. В первом параграфе рассмотрены понятия поверхностной сверхструктуры, двумерной электронной системы и поверхностной энергетической зоны. Во втором, третьем и четвертом параграфах рассмотрен вопрос о формировании поверхностных фаз соответственно Ге, и Са на 81(111). Представлены данные об их электрофизических свойствах, режимах формирования и диапазонах существования. Также обсуждается влияние поверхностных фаз, образованных Бе, М^ и Са на проводимость по поверхности кремния, а также влияние осаждения субмонослойных и монослойных покрытий Бе, и Са на проводимость поверхностных фаз, образованных этими металлами. Показано, что эксперименты на ПФ Si(l ll)-(2x2)-Fe методами in situ электрических холловских измерений в условиях сверхвысокого вакуума, с целью изучения формирования барьерного слоя, еще не проводились. Как и не проводились эксперименты по формированию методом твердофазной эпитаксии тонких пленок Ca2Si с использованием прекурсора (Mg2Si).

Во второй главе дан обзор основных методов исследования, используемых в настоящей работе: электронной ожэ-спектроскопии (ЭОС), спектроскопии характеристических потерь энергии электронами (ХПЭЭ), дифракции медленных электронов (ДМЭ), сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ), а также методы дифференциальной отражательной спектроскопии (ДОС) и электрофизических измерений.

Описывается экспериментальная аппаратура для роста пленок: сверхвысоковакуумная (СВВ) камера PHI Model 590 компании Perkin-Elmer с электронным ожэ-анализатором РШ модель 15-255g, СВВ камера Varían оснащенная анализатором ДМЭ и холловской приставкой. СВВ камера Varían, оснащенная приборами для исследований методом ДОС и ЭОС, а также другое оборудование.

В третьей главе описываются методики и схемы экспериментов, технологии получения поверхностных фаз железа (Fe), подготовки образцов и источников. Исследование формирования, параметров электронной структуры и свойств систем на основе слоев железа на кремнии полученных с использованием барьерного слоя - ПФ Si(lll)2x2-Fe.

В четвертой главе описываются методики и схемы экспериментов, технологии получения тонких пленок магния (Mg) и кальция (Са) на кремнии, подготовки образцов и источников. Приводятся результаты исследования формирования, параметров электронной структуры, оптических, полупроводниковых свойств систем на основе тонких пленок силицида кальция Ca2Si на кремнии с использованием прекурсора 2D фазы Mg2Si или тонкой пленки силицида магния на кремнии.

В заключении сформулированы общие выводы диссертационной работы.

1. http://www.iacp.dvo.ru/russian/projects/

2. Лифшиц В.Г., Репинский СМ. / Процессы на поверхности твердых тел. Владивосток: Дальнаука, 2003. 704 с.

3. K.Takayanagi, Y.Tanishiro, S.Takahashi, M.Takahash. Surf. Sci. 164 367 (1985).

4. Ф.Ф. Волькенштейн Электроны и кристаллы. М.:Наука, 1983.

5. S. Hajjar, G.Garreau, S. Pelletier, D. Bolmont, and C. Pirri /£>(lxl) to c(8x4) periodicity change in ultrathin iron silicide on Si (111) PHYSICAL REVIEW В 68, 033302 (2003).

6. J.Alvarez, A.L. Vazquez de Parga, J.J. Hinarejos, J. de la Figuerra, E.G. Michael, C. Ocal, R. Miranda «Initial stages of the growth of Fe on Si(l 11)7x7», Phys. Rev. B, 47, 1993, 16048-16051.

7. K. Konuma, J. Vrijmoeth, P.M. Zagwijn, J.W.M. Frenken, E. Vlieg and J.F. van der Veen / Formation of Epitaxial /?-FeSi2 Films on Si(001) as Studied by Medium-Energy Ion Scattering J. Appl. Phys. 73" (1993) 1104.

8. K.Kataoka, K.Hattori, Y.Miyatake and H.Daimon / Iron silicides grown by solid phase epitaxy on a Si (111) surfase: Schematic phase diagram. PHYSICAL REVIEW В 74, 155406 (2006).

9. V. E. Borisenko / Semiconducting Silicides, (Minsk-Berlin-Dresden), p. 346 (2000).

10. V.G. Lifshits, A.A. Saranin, A.V. Zotov/ John Wiley and sons / Surface phases in silicon. Preparation, structure and properties, (1994), 190, 427.

11. A. Mascaraque, J. Avila, C. Teodorescu, M. C. Asensio, E. G. Michael -«Atomic structure of the reactive Fe/Si(l 11)7x7 interface», Phys. Rev. B, 55, (1997), R7314-R7318.

12. H.J.Kim, D.Y. Noh, J.H. Je, Y. Hwu / «Evolution of surface morfilogy duing Fe/Si(l 11) and Fe/Si(001) heteroepitaxy», Phys. Rev. B, 59, 1999, 4649-4653.

13. H. Matsui, M. Kuramoto, Т. Ono, H. Nose, H. Tatsuoka, H.Kuwabara, J. Cryst. Growth 237/239 (2002).

14. D В Migas, V L Shaposhnikov, А В Filonov, N N Dorozhkin and V E131Borisenko / New semiconducting silicide Ca3Si4 , J. Phys.: Condens. Matter19 (2007) 346207 (8pp).

15. S. Lebegue, B. Arnaud, and M. Alouani Phys. Rev. В 72, 085103 (2005).

16. P. Manfrinetti, M. Fornasini, and A. Palenzona, Intermetallics 8, 223 (2000).

17. B. Migas, L. Miglio, V. L. Shaposhnikov, and V. E. Borisenko, Phys. Rev. В 67, 205203 (2003).

18. Takeharu Sekiguchi, Tadaaki Nagao, and Shuji Hasegawa / Transformation dynamics in Ca-induced reconstructions on Si(lll) surface /- e-J. Surf. Sci. Nanotech. Vol. 1 (2003) 26-32.

19. Noriyuki Takagi, Yusei Sato, Tsuyoshi Matsuyama, Hirokazu Tatsuoka,, Miyoko Tanaka, Chu Fengmin, Hiroshi Kuwabara Applied Surface Science 244 (2005) 330-333.

20. T. Hosono, M. Kuramoto, Y. Matsuzawa, y. Momose, Y. Maeda, T. Matsuyama, H. Tatsuoka, Y. Fukuda, S. Hashimoto, H. Kuwabara Applied Surface Science 216 (2003) 620-624.

21. W.J. Scouler. Phys. Rev. 178 (1969) 1353.

22. N.O. Folland. Phis. Rev., 158, 764 (1967).

23. R.J. LaBotz, D.R. Mason, D.F. O'Kane. J. Electrochem. Soc., 110, 127 (1963).

24. A.Vantomme, G.Langouche, J.E. Mahan, J.P. Becker. Microelectronic Engine, 50, 237 (2000).

25. A.B. Кривошеева, А.И. Холод, B.JI. Шапошников, А.Е.Кривошеев, В.Е. Борисенко / Зонная структура полупроводниковых соединений Mg2Si и Mg2Ge с напряженной кристаллической решеткой. Физика и техника полупроводников, 2002, том 36, вып.5, стр. 528 532.

26. N.G. Calkin, K.N. Calkin, S.V. Vavanova. e-J. Surf. Sci. Nanotechnol., 3,13212 (2005).

27. Н.Г. Галкин, С.А Доценко, Л.В. Коваль. Письма ЖТФ. 33, 44 (2007).

28. А.Р. Шульман, С.А. Фридрихов / Вторично-эмиссионные методы исследования твердого тела. // М.: Наука. -1977. -552 с

29. M.F. Chung, L.H. Jenkins, Surf.Sci., 21, 353(1970).

30. Анализ поверхности методами оже и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии / Под ред. Бриггса Д. и Сиха М.П. , пер. с англ. - М.: Мир, 1987.-600 с.

31. H. Luth / Surfaces and Interfaces of Solids, Second Edition, Springer Verlag, Berlin Heidelberg, 1993 .-487 p.

32. Л.Фельдман, Д. Майер / Основы анализа поверхности и тонких пленок.-М.: Мир, 1989.- 564 с.

33. Лифшиц В. Г., Луняков Ю. В. Спектры ХПЭЭ поверхностных фаз на кремнии. Владивосток: Дальнаука, 2004. 315 с.

34. Van Hove М.А., Tong S.Y./ Surface Crystallography by LEED Berlin, Springer-Heidelberg, 1979. - 364 p.

35. Кулешов В.Ф., Кухаренко Ю.Ф., Фридрихов С.А. и др./ Спектроскопия и дифракция электронов при исследовании поверхности твёрдых тел -Москва: Наука, 1985. 290 с.

36. Васильев Д.М. / Дифракционные методы исследования структур. М.: Металлургия 1977. 248 с.

37. И.К. Верещагин, С.М. Кокин и др. /Физика твердого тела: Учебн. пособие для втузов/ под ред. И.К. Верещагина. — 2-е изд.,- М.: Высш. Шк, 2001.-237 с.

38. Heinz К., Muller К. LEED Intensities-Experimental Progress and New Possibilities in Surface Structure Determination // Springer Tracts in Mod. Phys. 1982 - Vol. 91 - P. 1.

39. Van Hove M.A. et. al. Automated determination of complex surface structures by LEED // Surface Science Reports. 1980. - Vol. 19. - P. 191.

40. Б.М. Яворский, A.A. Детлаф, A.K. Лебедев. / Справочник по физике для инженеров и студентов вузов 8-е изд.,- М.: ООО «Издательство Оникс», 2008.1056 с.

41. Кучис Е.В. / Методы исследования эффекта Холла. Москва, "Советское радио", 1974г.

42. Дж. Блейкмор / Физика твердого тела. М.: Мир. 1988. 606 с.

43. R. Alameh and Y. Borensztein, Surf. Sei. 251/252, 396 (1991).

44. Г.Бинниг, Г.Рорер / Сканирующая туннельная микроскопия от рождения к юности // «Успехи физических наук», 1988г. февраль, том 154, вып. 2-е. 261-278.

45. В.Л. Миронов / Основы сканирующей зондовой микроскопии Учебное пособие для студентов старших курсов высших учебных заведений // Российская академия наук, Институт физики микроструктур, г. Нижний Новгород, 2004.- 110с.

46. С.А. Рыков / Сканирующая зондовая микроскопия полупроводниковых материалов и наноструктур / С. А. Рыков ; под ред. А. Я. Шика. СПб. : Наука, 2001.-52 с.

47. Л.Ф. Кравченко, В.Н. Овсюк / Электронные процессы в твердотельных системах пониженной размерности. — Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 2000. — 448 с.

48. Л.Н. Александров / Переходные области эпитаксиальных полупроводниковых пленок. // Новосибирск: Наука. 1978. - 280 с.

49. Н.Г. Галкин, Д.Л. Горошко, A.B. Конченко, Е.С. Захарова,134С.Ц.Кривощапов / Эффект Холла в субмонослойных системах Fe на Si (111) п- и р-типа проводимости // ФТП, 2000, том 34, выпуск 7, с. 827.

50. P. Chiaradia and R. Del Sole, Surf. Rev. Let. 6, 517 (1999).

51. Mclntyre J D E and Aspnes D E 1971 Surf. Sci. 24 417.

52. A. Bagchi, R. G. Barrera and A. K. Rajagopal, Phys.Rev. В 20, 4824 (1979).

53. S.A. Dotsenko, N.G. Galkin, L.V. Koval, V.O. Polyarnyi / In situ differential reflectance spectroscopy study of solid phase epitaxy in Si(lll)-Fe and Si(l 11)-Cr systems/ e-J. Surf.Sci. Nanotech. Vol.4 (2006) 319-329.

54. Quinn F. M. The PHI Cylindrical Mirror Analyser: Test and Operating Notes / Surface Science Technical Note; SSTN-92-04.

55. H. Luth / Surfaces and Interfaces of Solids, Second Edition, Springer Verlag, Berlin Heidelberg, 1993.

56. Технология тонких пленок (справочник). Под ред. JI. Майссела, Р. Глэнга. Нью-Йорк, 1970. Пер. с англ. Под ред. М.И. Елинсона, Г.Г. Смолко. т.1, М., «Сов. Радио», 1977, 664с.

57. Н. Г. Галкин, В.А. Иванов, А.В. Конченко, Д.Л. Горошко / Установка для автоматизированных холловских измерений параметров двумерных материалов в условиях сверхвысокого вакуума.// Приборы и техника эксперимента. 1999. N2. С. 153-158.

58. Е.А. Коленко / Технология лабораторного эксперимента: Справочник. -СПб.: Политехника, 1994. 751с.

59. N.G. Galkin, D.L. Goroshko. Phys. Low-Dim. Struct. 9-10, 67 (2001); N.G. Galkin, V.A. Ivanov, A.V. Konchenko, D.L. Goroshko Instr. Exp. Tech. 42, 284.

60. N.G. Galkin, D.L. Goroshko. Phys. Low-Dim. Struct. 9-10, 67 (2001).

61. B. Eggert, G. Panzner, Phys. Rev. В 29, 2091 (1984).

62. G. Garreau, S. Hajjar, G. Gewinner, C. Pirri. Phys. Rev. В 71, 193308 (2005).

63. Handbook of crystal growth, edited by D.T. Hurle (North-Holland, Amsterdam, 1994).

64. N.G. Galkin, D.L. Goroshko A.V. Konchenko, V.A. Ivanov, E.S. Zakharova, S.Ts. Krivoshchapov. Surf. Rev. Let. 7, 257 (2000).135

65. C.-S. Jiang, S. Hasegawa, S. Ino. Phys. Rev. В 54, 10389 (1996).

66. Muret P, Ali I and Brunei M 1998 Semicond. Sci. TechnoL 13 1170.

67. Shiraki I, Tanabe F, Hobara R, Nagao T and Hasegawa S 2001 Surf. Sci. 493 633.

68. R. Stephan, S. Zabrocki, P. Wetzel, D. Berling, A. Mehdaoui, J-L. Bubendorff, G. Garreau, C. Pirri, G. Gewinner, N. Boudet, J.F. Berar. Surf. Sci. 600, 3003 (2006).

69. S.A. Dotsenko, N.G. Galkin, A.S. Gouralnik, L.V. Koval. e-J. Surf. Sci. Nanotechnol. 3 (2005) 113.

70. P.Y. Yu, M. Cardona. Fundamentals of Semiconductors, Berlin: Springer, 1996,617.

71. M.Y. Au-Yang, M.L. Cohen. Phys. Rev. 178 (1969) 1358.

72. O. Kubo, A.A. Saranin, A.V. Zotov, J.T. Ryu, H. Tani, T. Harada, M. Katayama, V.G. Lifshits, K. Oura. Surf. Sci. Lett. 415 (1998) L971. «

73. K.S. An, R.J. Park, J.S. Kim, C.Y. Park, C.Y. Kim, J.W. Chung, T. Abukawa, S. Kono, T. Konoshita, A. Kakizaki, T. Ishii. Surf. Sci. Lett. 337 (1995) L789.

74. S.A. Dotsenko, N.G. Galkin and K.N. Galkin. e-J. Surf. Sci. Nanotech. 7 (2009)816.

75. P. Lautenschlager, M. Garrige, L. Vina and M. Cardona. Phys. Rev. В 36 (1987) 4821.

76. F. Vazquez, R.A. Forman and M. Cardona. Phys. Rev. 176 (1968) 905.

77. Y. Borensztein //Surf. Rev. Lett. 7 (2000) 399.

78. К. Оура, В.Г. Лифшиц, A.A. Саранин, A.B. Зотов, M. Катаяма ; отв. ред. В.И. Сергиенко. / Введение в физику поверхности /; Ин-т автоматики и процессов упр. ДВО РАН. М. : Наука, 2006. - 490 с.

79. В. Г. Лифшиц / Поверхностные фазы и выращивание микроэлектронных структур на кремнии // Соросовский образовательный журнал. -1997. —1362. — С. 107—114.

80. Zlateva G., Atanassov A., Baleva M., Nikolova L., Abrashev M.V. "Polarized micro-Raman scattering characterization of Mg2Si nanolayers in (001) Si matrix" // Journal of Physics: Condensed Matter 19 (2007) p. 086220

81. P. Смит / Полупроводники: Пер. с англ. М.: Мир, 1982. - 560с.

82. М. Праттон / Введение в физику поверхности. — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотичная динамика», 2000. — 256с.

83. Гершинский А.Е., Ржанов А.В., Черепов Е.И. Образование пленок силицидов на кремнии// Поверхность.Физика, химия, механика. 1982. №2. С.111-116.

84. А. Г. Наумовец / Исследование структуры поверхностей методом дифракции медленных электронов: достижения и перспективы, "Укр. физ. ж.", 1978, т. 23, № 10, с. 1585/

85. Большой толковый словарь русского языка. / Сост. и гл. ред. С. А. Кузнецов. 1-е изд-е: СПб.: Норинт, 1998.

86. Шалимова К.В. / Физика полупроводников М.: Энергоатомиздат, 1985. -392с.

87. А. Ф.Иоффе / Физика полупроводников, 2 изд., М. — JL, 1957.