Магнитооптический эллипсометрический комплекс для получения и исследования наноструктур в установке молекулярно-лучевой эпитаксии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

На правах рукописи

Косырев Николай Николаевич

МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ЭЛЛИПСОМЕТРИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ НАНОСТРУКТУР В УСТАНОВКЕ МОЛЕКУЛЯРНО-ЛУЧЕВОЙ ЭПИТАКСИИ

01.04.01 - приборы и методы экспериментальной физики

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

ю

Красноярск 2008

003454010

Работа выполнена в лаСоратории физики магнитных явлений Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Научный руководитель: доктор физико-математических наук

Овчинников С.Г.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

Ким П Д.

доктор физико-математических наук Слабко В.В.

Ведущая организация: Институт физики полупроводников СО РАН

г. Новосибирск

Защита состоится 12 декабря 2008 г. в 14.30 час.

на заседании диссертационного Совета Д 003.055.01 при Институте физики им. Л.В. Киренского СО РАН по адресу: 660036, Красноярск, Академгородок 50, стр. 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Автореферат разослан 11 ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физ. - мат. наук

А.Н. Втюрин

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В настоящее время весьма актуален вопрос исследования свойств поверхностей тонких пленок, которые имеют достаточно большую перспективу использования в устройствах наноэлектроники. Однако, измерение параметров пленок нанометровых толщин имеет свою специфику. В частности, при получении наноструктур в условиях сверхвысокого вакуума, встает проблема контроля их свойств in situ непосредственно в процессе изготовления - исследование таких структур ex situ на воздухе зачастую невозможно, в связи с высокой химической активностью многих материалов, используемых в данной области. Здесь большое преимущество имеют оптические методы, т.к. не оказывают влияния на исследуемый образец и имеют определенную гибкость при использовании in situ непосредственно в сверхвысо-ковакуумной камере. В частности, известен метод эллипсометрии, основанный на анализе изменения поляризации света при отражении от исследуемого образца. Известен также метод магнитооптического эффекта Керра (МОКЕ). У обоих методов схожи оптические схемы измерений, а по набору измеряемых параметров они взаимно дополняют друг друга. Метод эллипсометрии используется для измерения оптических постоянных преломления и поглощения материала, а также для измерения толщин тонких пленок. Метод МОКЕ применяется для изучения магнитных свойств материала. Оба метода удовлетворяют нас, т.к. являются неразрушающими, не изменяющими свойства материала и обладающие достаточной чувствительностью. В этой связи достаточно привлекательной выглядит идея создания прибора, объединяющего в себе метод эллипсометрии и МОКЕ.

Работа выполнена в рамках программ ОФН 2.4.2 «Спиктроника», комплексного интеграционного проекта СО РАН № 3.5, а также гранта РФФИ 07-03-00320.

Цели и задачи работы. Целью данной работы является создание автоматизированного эллипсометрического и магнитооптического комплекса для исследования магнитных наноструктур. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Создать керровский магнитометр для in situ измерений на базе лазерного эллипсометра ЛЭФ-757.

2. Разработать блок управления для прецизионного слежения за температурой испарителей.

3. Создать программное обеспечение, реализующее обратную связь эллипсометр - технологическая установка для получения структур с заданными свойствами.

4. Разработать методику исследования оптических свойств структур Fe/Si методом эллипсометрии и реализовать алгоритмы, позволяю-

щие в реальном времени во время напыления структур вычислять толщину, скорость роста, а также оптические постоянные. 5. Исследовать магнитные свойства ультратонкой пленки Ие на различных подложках и двухслойной структуры Вуьх№„/№.

Научная новизна

Для структур (Fe/Si)„ с n=l-í-5 впервые проведены измерения in situ оптических параметров методом эллипсометрии. Определены толщины Fe и Si как в виде'отдельных слоев, так и в составе структур Fe/Si. Исследованы начальные стадии роста структур (Fe/Si)n. С помощью эллипсометрической методики показан островковый рост Fe и Si на подложке Si при получении структур (Fe/Si)n. Получены геометрические характеристики островков, согласующиеся с результатами измерений структур (Fe/Si)„ другими методами.

Впервые исследованы магнитные свойства структур Dy(i.x)Nix/Ni при х~0,05 in situ непосредственно в сверхвысоковакуумной камере в процессе напыления с помощью магнитооптического эффекта Керра. Показано возникновение ферромагнитного упорядочения в пленках Dy(1.x,Nix /Ni при х > 0.05, при комнатной температуре.

Практическая ценность. Разработанный автоматизированный комплекс может применяться в других установках молекулярко-лучевой эпитаксии для получения полупроводниковых и магнитных наноструктур. Полученные результаты эллипсометрического анализа структур (Fe/Si)„, которые представляют большой интерес для исследования и изготовления устройств спинтро-ники, важны для воспроизводимого получения таких структур с заданными свойствами.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Возможность измерения эффекта Керра in situ с помощью установки, построенной на базе лазерного эллипсометра ЛЭФ-757.

2. Демонстрация ферромагнитного упорядочения в структуре Dy(i.x,Nix /Ni при комнатной температуре на основе измерений эффекта Керра, впервые проведенных для таких структур in situ.

3. Методика исследования оптических свойств структур Fe/Si методом эллипсометрии. Измерение in situ толщины растущих пленок Fe и Si. Исследование начальных стадий роста пленок Fe и Si.

4. Конструктивное решение системы управления испарителями в установке молекулярно-лучевой эпитаксии на основе эллипсометрического контроля.

Апробация. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на ряде конференций: Euro-Asian symposium "Trends in magnetism"(KpacHOflpcK-2004), Euro-Asian symposium "Magnetism on a nanoscale" (Казаиь-2007), Международная школа-семинар «Новые магнитные материалы микроэлектроники» (Москва-2004), Всероссийский симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника-2008» (Нижний Новгород-2008), Всероссийской научно-технической конференции «Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы: получение, свойства, применение» (Красноярск -2003), Всерос. науч. конф. «Решетнев-ские чтения» (Красноярск-2003), Всероссийское совещание «Кремний - 2006» (Крсноярск-2006), Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых - ВНКСФ (Красноярск-2003, Москва-2004, Новосибирск-2005), Всероссийская научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации». - (Новосибирск-2003)

Публикации. Основные результаты диссертации изложены в 15 печатных работах, включая 3 статьи в периодических изданиях из списка ВАК

Личный вклад автора заключается в участии, совместно с руководителем, в постановке задачи, в активном участии в разработке прибора для измерения магнитооптического эффекта Керра, в самостоятельном проведении измерений, в обработке и анализе полученных данных, в интерпретации результатов, совместно с руководителем и научным консультантом и написании программного обеспечения разрабатываемого комплекса.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 108 страницах машинописного текста, иллюстрируется 49 рисунками и состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложений.

Содержание работы.

Во введении обосновывается актуальность темы; определены основные вопросы, решаемые в диссертации, обосновывается выбор объектов исследований.

Первая глава является обзорной. Рассмотрены теоретические основы метода эллипсометрии, прямая и обратная задача эллипсометрии в рамках простейших моделей отражающих систем: однородная полубесконечная среда, однослойные системы, многослойные системы. Также приводится макроскопическое описание эффекта Керра, рассматривается поверхностный магнитооптический эффект Керра в пределе малой толщины пленки.

Далее рассматриваются различные экспериментальные схемы для исследования поверхностного магнитооптического эффекта Керра, а также основные методы измерения эллипсометрических параметров \|/ и Д.

На основании литературного обзора и патентного поиска был сделан вывод, что в мире не существует аналогов in situ прибора для одновременного измерения и магнитооптического эффекта Керра и эллипсометрических параметров.

В конце главы формулируются задачи настоящего диссертационного исследования.

Во второй главе рассматривается методика исследования наноструктур (Fe/Si)„ с помощью in situ и ex situ эллипсометрии. Проводится контроль качества обработки подложек кремния методом ex situ спектральной эллипсометрии. Далее методом in situ лазерной эллипсометрии исследованы начальные стадии роста слоев Fe и Si на подложке монокристаллического кремния. Экспериментальные данные хорошо описываются моделью эффективной среды (приближение Бругемана) в представлении островков в виде полусферических капель [1]. На рис. 1 представлены эллипсометрические данные при напылении пленки Fe.

Рис 1. Эллипсометрическое исследование начальных стадий роста пленки Fe.

Был выявлен островковый характер роста пленок, причем анализ оптических постоянных показал, что островки преимущественно состоят из силицида железа, что согласуется с работами [2,3]. Определены характерные размеры островкового слоя 10-13 А, что тоже согласуется с [2,3].

Методом in situ эллипсометрии был исследован рост как однослойных пленок Fe и Si, так и многослойных структур (Fe/Si)n с п=1-г5. На рис. 2 приведены экспериментальные данные записанные при напылении двухслойной структуры Fe[100 A] /Si [300 А]. Здесь участок 1 соответствует росту слоя железа, 2 - росту кремния соответственно. С помощью приближения многослойной системы [4] вычисляются значения ^ и А для различных толщин.

б

Вариацией параметров в модели добиваются совпадения теоретической и экспериментальной кривых. На рис. 2 построен ряд модельных кривых для Ре, каждая из которых соответствует определенному значению показателя пре-

¥

Рис.2 Эллипсометричесше исследования роста двухслойной структуры Fe[l00 A] /Si [300 А]. Участок 1 соответствует росту слоя железа, 2- росту слоя кремния

Поперечные кривые соответствуют различным толщинам (с шагом 9,2 А). Такая сетка из кривых с разными показателями поглощения и кривых равной толщины называется номограмма - удобный способ определять параметры пленки во время ее роста.

Третья глава посвящена разработке установки для измерения магнитооптического эффекта Керра in situ непосредственно внутри высоковакуумной камеры. Установка была интегрирована в сверхвысоковакуумную камеру системы молекулярно - лучевой эпитаксии «Ангара», модернизированной для напыления магнитных материалов [5]. Она состоит из двух частей: оптической измерительной части и блока перемагничивания образца.

В результате анализа различных оптических схем, проведенного в главе 1, была выбрана схема [6], реализованная в эллипсометре ЛЭФ-757 Институтом физики полупроводников СО РАН [7]. Он имеет следующие преимущества:

1) Разделение светового пучка в анализирующей части на две компоненты обеспечивает минимальный набор оптических элементов (поляризатор и анализатор) в одном из каналов. Это позволяет минимизировать систематические погрешности связанные с нестабильностью оптических компонент, что становится важным при регистрации тонких магнитооптических эффектов.

2) Отсутствие вращающихся элементов обеспечивает высокую надежность прибора

3) Высокое быстродействие (1 измерение за 40 мс) позволяет накапливать и усреднять данные с целью улучшения соотношения сигнал/шум, а также проводить исследования быстропротекающих процессов.

3) Высокая дифференциальная чувствительность - любое изменение эллип-сометрических параметров и А можно однозначно связать с изменением в исследуемой системе, в связи с отсутствием вращающихся элементов.

4) Испытания данного эллипсометра ex situ в режиме измерения эффекта Керра дали рекордную для безмодуляционной методики чувствительность 8а=0.00Г

5) Электронная часть прибора выполнена на современной элементной базе и высоком техническом уровне.

6) Оригинальное использование в качестве фазосдвигающего элемента ромба Френеля вместо традиционого Я/4 - компенсатора позволяет в последующим заменить источник света на лампу с монохроматором для проведения спектральных измерений - в отличие от Я/4-пластинки свойства ромба практически не зависят от длины волны.

7) Эллипсометр поставляется в комплекте со специальной библиотекой (c757.dll) и SDK(softwafe develooment kit), что позволяет создавать любое программное обеспечение для управления технологическим процессом

На рис. 3 показано устройство блока перемагничивания образца. Магнитное поле создается постоянным магнитом 1 кольцеобразной формы, выполненным из NdFeB. Величина поля на поверхности магнита составляет 42 мТл. Магнит может вращаться с помощью манипулятора, и тем самым создавать в области образца вращающееся магнитное поле. Напряженность магнитного поля в определенном направлении в плоскости осаждаемой пленки является периодической функцией угла поворота магнита

Рис. 3 Упрощенная схема блока перемагничивания образца. 1 - постоянный №Гч:В магнит, 2 - фланец, 3 - [ерметичная трубка, 4 - вращающаяся штанга, 5 - подшипник, 6 - система из двух БтСо магнитов, 7 - железный сердечник, 8 - оптопара

6

Измерение эффекта Керра происходит следующим образом. В процессе равномерного вращения магнита манипулятор прерывает сигнал оптопары и задний фронт образованного импульса является реперной точкой, относительно которой происходит отсчет угла поворота магнита. Угол поворота плоскости поляризации а измеряется через равные интервалы времени и записывается в массив данных вместе с текущим углом поворота манипулятора. Для уменьшения ошибок записываются результаты измерений для нескольких циклов вращения (обычно 8-10) и затем усредняются. Диапазон изменения а составляет всего несколько сотых долей градуса. Однако благодаря аппаратным мерам, а также за счет усреднений ошибка измерения угла оказывается довольно малой 5а=0.00Г и позволяет уверенно измерять угол поворота плоскости поляризации в пленке.

В настоящей главе также сообщаются результаты магнитных исследований in situ непосредственно в сверхвысоковакууиной ростовой камере сверхтонких пленок Fe (0,5 нм) на различных подложках, пленок Ni и двухслойной структуры Dy(i.s)Nix/Ni нанометровых толщин. Образцы получены термическим испарением в высоком вакууме в установке молекулярно-лучевой эпи-таксии «Ангара. Напыление производилось на подложки при температуре 250° С. Предварительный вакуум составлял 10"6 Па, рабочий вакуум 10"5 Па. Скорости роста пленок и толщина определялись in situ с помощью лазерного эллипсометра и составляли 0,003 нм/с для никеля, 0,007 нм/с для железа и 0,126 нм/с для диспрозия. В качестве инструмента исследования магнитного состояния пленок использовался поверхностный магнитооптический эффект Керра.

Результаты исследований пленок железа. На рис. 4 показаны величины сигнала SMOKE для пленок Fe с толщинами 0,5 нм и 1,5 нм. Для толщины d=l,5 нм сигнал почти одинаков для подложек из стекла и монокристаллического кремния, в то время как для d=0,5 нм пленка на стекле уверенно показывает наличие ферромагнитного порядка при Т=300 К (рис. 4а), а пленка на Si характеризуется более размытым сигналом (рис. 46). Следует отметить, что пленки на стекле и на кремнии изготавливались одновременно, т.е. в ростовую камеру было загружено две подложки. Таким образом, можно исключить флуктуацию технологических условий при изготовлении пленок. Мы связываем различие экспериментальных данных с образованием силицидов железа в случае подложки Fe в смеси фаз, среди которых есть и магнитная фаза FejSi и немагнитные FeSi и FeS¡2 Поэтому для тонкой пленки 0,5 нм Fe/Si практически весь слой состоит из силицидов, что и дает уменьшение сигнала, а для подложки из стекла пленка с толщиной 0,5 нм содержит 2 атомных слоя Fe и показывает магнитное упорядочение.

В то же время для толщин d=l,5 нм сигналы похожи по форме (рис. 4в,г), что говорит о том, что для Fe/Si только часть пленки Fe образует силициды железа на границе раздела с подложкой. Этот вывод согласуется с оценкой толщины интерфейса 0,9 нм, полученной измерениями намагниченности ex situ для многослойных структур (Fe/Si)n [3].

1061.

106 1059 1 066 105? 1056 1055 1054 t 053

1 0607 С

о

0804 0 ВОЗ,

СО о оо о о

о о

10 о

ООО о оо

О ООО о оо

о о

ооэо ооо ахвоэ о о с

э о о О СОЭ ООО

□ aos9°° 000

ОО

<? О

50 100 150 200 250 300 350 t'roii поворота мягапного поля (п>ад.)

50 KB 150 Ж0 250 300 350 Vroi поворота гагигтного now (град.)

Рис.4. Зависимость величины сигнала SMOKE от направления магнитного поля для пленок Fe: (а)- толщина 0,5 нм, подложка-стекло, (б) - толщина 0,5 нм, подложка-кремний, (в)-толщина 1,5 нм, подложка-стекло, (г)- толщина 1,5 нм, подложка-кремний

Результаты исследования структуры Dy(i.x)Nij/Ni. Диспрозий давно привлекает внимание в связи с чрезвычайно большой величиной магнитного момента и возможностями прикладного применения наноструктур, включающих диспрозий в сочетании с другими металлами, полупроводниками или диэлектриками. Однако, отсутствие магнитного порядка в металлическом диспрозии при комнатных температурах требует охлаждения ниже 100 К, что сужает возможности его применения.

Недавно в [8] было обнаружено магнитное упорядочение диспрозия при комнатной температуре в двухслойных пленках Dy(1.i)Nix/Ni при величине х~0.05. Измерения магнитных свойств двухслойных структур Dy^.^Ni^/Ni в [8] проводились ex situ, на открытом воздухе. Из-за высокой склонности к окислению Dy изготавливался толстый (более 60 nm) слой, по меньшей мере половина которого окислялась.

В настоящей работе приведены результаты первых in situ измерений магнитных свойств методом МОКЕ, что позволило исследовать тонкие слои без влияния окислов и непосредственно продемонстрировать наличие магнитного порядка в слое Dy(l.x)Nix/Ni при комнатной температуре. На рис. 5 показано изменение сигнала эффекта Керра в той же геометрии, что и на рис.4.

Свет отражается от слоя Бу№ толщиной 5 нм двухслойной структуры №[8пш]/Оу№[5пт].

Прежде всего, обращает на себя внимание изменение знака эффекта, которое соответствует противоположному знаку меридионального эффекта Керра в О у, по сравнению со знаком этого эффекта в № [8]. Таким образом, можно утверждать, что основная часть сигнала связана именно со сплавом Бу№ и, следовательно, в этом слое возникает магнитный порядок при Т=300 К. В данной геометрии эксперимента магнитный момент пленки поворачивается вслед за поворотом магнитного поля. Сдвиг по фазе этих двух величин позволяет судить о магнитной анизотропии пленки.

В четвертой главе рассматривается реализация программно-аппаратного комплекса для управления процессом роста и исследования наноструктур в сверхвысоком вакууме. Для получения высококачественных наноструктур необходимо осуществлять контроль их параметров непосредственно в высоковакуумной камере в процессе роста. Одним из самых критичных параметров является толщина и связанная с ней скорость роста В Главе 2 мы рассмотрели методику исследования структур (Ре/БО,,. Эти результаты были использованы при создании программно-аппаратного комплекса, описанного в настоящей главе. Данный комплекс, с одной стороны, позволяет с высокой точностью реализовать нагрев испарителей по заданному закону, с другой стороны дает возможность контролировать толщину, скорость роста и получать структуры с заданными свойствами благодаря эллипсометрическому контролю. Алгоритмы основаны на решении обратной задачи эллипсометрии в реальном времени с использованием лазерного эллипсометра ЛЭФ-757. Программа анализирует эволюцию эллипсометрических углов у и Л, вычисляет оптические парамет-

и

ры структуры, скорость роста, толщину пленки и передает управляющие команды в блок управления испарителями.

Блок управления испарителями предназначен для измерения и передачи в компьютер значений температуры испарителей камеры, выработки сигнала управления источниками питания испарителей согласно заданному закону регулирования, а также для управления заслонками испарителей. Она реализована на базе микроконтроллера фирмы Atmel AT89S8252, с архитектурой и системой команд процессоров семейства MCS-51 фирмы Intel.

Управление напылением. Задача системы управления напылением - открыть заслонку испарителя, нагретого до нужной температуры, на определенное время, которое соответствует необходимой толщине получаемой структуры. Предусмотрено открытие нескольких заслонок испарителей одновременно или последовательно друг за другом. Существует три режима работы напыли-тельной системы.

• автоматический режим

• полуавтоматический режим

• ручное управление

В автоматическом режиме задается требуемая толщина и программа напыляет пленку с поддержанием постоянной скорости роста. Возможно напыление многослойной структуры из двух компонентов, в этом случае пользователь задает требуемое количество слоев и их толщины. Взаимодействие основных модулей комплекса в автоматическом режиме показано на рис. 7. Интерпретация и Д в реальном времени основана на результатах эллипсомет-рических исследований, описанных в Гл. 2, а также численному решению обратной задачи эллипсометрии методом Нелдера-Мида.

При получении

многослойных структур запускается алгоритм

рационального прогрева испарителей. Он заключается в последовательном запуске испарителей, с целью предотвратить бесполезное распыление материала на заслонку во время напыления

слоя из

молекулярного Рассмотрим

другого источника, напыление

двухслойной структуры

Рис. 7. Взаимодействие основных модулей комплекса в автоматическом режиме

(рис. 8). В начальный момент времени запускается испаритель №1. Нагрев происходит автоматически согласно выражению:

7X0 = -

1 + ехр

in-Г

(2)

где T(t) - заданная температура, t- время, ^.к-эмпирические коэффициенты.

В момент времени ti испаритель достигает температуры испарения. Далее через интервал At=t2-ti открывается заслонка 1 испарителя. Задача программы заключается в запуске испарителя №2 так, чтобы он к моменту окончания напыления первого слоя tj достиг температуры испарения. Затем, температура испарителя понижается на время At=ts-ts и выводится на режим в случае напыления следующего слоя, и т.д.

Ti

Рис. 8. Алгоритм управления испарителями для двухслойной структуры. Цифрами ) и 2 обозначены графики температуры для 1 и 2 испарителя соответственно

В полуавтоматическом режиме производится контроль заслонок по времени напыления. Для этого оператор с помощью редактора составляет требуемую программу напыления, в которой задается последовательность открытия заслонок, время испарения для каждой заслонки и интервал между открытиями. Также как и с нагревом, существует возможность сохранения программы на жестком диске компьютера с целью последующего использования.

В ручном режиме пользователь непосредственно без составления программы нагрева задает нужную температуру и скорость ее изменения. Далее испаритель будет нагрет с указанными параметрами. Также можно открывать и закрывать заслонки нажатием на соответствующие кнопки. Часто требуется не только нагревать испарители, но и охлаждать их с заданной скоростью до нужной температуры. Такая возможность также имеется в данном комплексе.

В заключении перечислены основные полученные результаты

В приложении приведены принципиальные схемы разработанных блоков.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. На базе лазерного эллипсометра ЛЭФ-757 создана новая установка, позволяющая кроме традиционных эллипсометрических углов X)/ и Д также измерять in situ поверхностный магнитооптический эффект Керра Таким образом, реализована возможность полной оптической и магнитооптической характеризации образца непосредственно в вакуумной камере в процессе напыления.

2. Разработан новый блок управления нагревом в установке молекулярно - лучевой эпитаксии «Ангара», позволяющий проводить нагрев испарителей, а также подложек по заданному закону и поддерживать температуру на заданном уровне.

3. Разработано оригинальное программное обеспечение, позволяющее управлять процессом роста наноструктур в установке молекулярно-лучевой эпитаксии. Алгоритмы основаны на решении обратной задачи эллипсометрии в реальном времени. Программа анализирует эволюцию эллипсометрических углов \j/ и А, вычисляет оптические параметры структуры, скорость роста и передает управляющие команды в блок управления испарителями.

4. Предложена новая эллипсометрическая методика исследования наноструктур (Fe/Si)„. Впервые осуществлено in situ измерение толщин слоев Fe и Si при росте наноструктур Fe/Si. Выявлен островковый рост Fe и Si на подложке Si и определен радиус островка

5. В качестве апробации нового комплекса методом термического испарения в вакууме были получены наноструктуры (Fe/Si)n с п=1-г5, однослойные пленки Fe, Ni, Dy с толщинами 0,54-50 nm, а также пленки сплава Dy().x)Nix. Показано, что при толщине Fe 0,5 nm, что соответствует двум атомным слоям, имеется ферромагнитное упорядочение при Т=300 К. Пленки Dy(i_x)Nis впервые исследованы непосредственно в сверхвысоковакуумной камере в процессе напыления с помощью поверхностного меридионального эффекта Керра Было показано возникновение ферромагнитного упорядочения в пленках Dy(i.x)Nix /Ni при х > 0.05, при комнатной температуре,

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Косырев H.H., Овчинников С.Г. Ферромагнетизм при комнатной температуре в двухслойной структуре Dy(i.x)Nix/Ni: магнитооптические измерения in situ // Письма в ЖЭТФ. - 2008. - Т. 88. - №2. - С. 152-154.

2. Варнаков С.Н., Комогорцев С.В., Bartolome J., Sese S., Овчинников С.Г., Паршин A.C., Косырев H.H. Изменение намагниченности мультислойных наноструктур Fe/Si в процессе синтеза и постростового нагрева // ФММ. -2008. - Т. 106. -№ 1. - С. 54-58

3. Edelman I., Ovchinnikov S„ Markov V., Kosyrev N., Seredkin V.,. Khudjakov A, Bondarenko G., Kesler V. Room-temperature ferromagnetism in Dy films doped with Ni //PhysicaB.-2008.-V.403.-№18.-P. 3295-3301.

4. Варнаков C.H., Косырев H.H., Неворал П. Автоматизация технологического оборудования для получения многослойных наноструктур в сверхвысоком вакууме // Материалы докладов всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации». - Новосибирск, 2003. - Часть б. - С. 153-154.

5. Варнаков С.Н., Косырев H.H. Система управления испарителями в установке молекулярно-лучевой эпитаксии «Ангара» // Сборник тезисов десятой всероссийской научной конфер. студентов-физиков и молодых ученых «ВНКСФ-10». - Москва, 2004. - С. 1036.

6. Варнаков С.Н., Косырев H.H. Получение однослойных н многослойных пленочных структур Fe и Si в сверхвысоком вакууме И Тез. докл. VII Все-рос. науч. конф. «Решетневские чтения». - Красноярск, 2003. - С 114-115.

7. Косырев Н.Н, Варнаков С.Н., Овчинников С.Г. Применение in-situ эллип-сометрии для контроля технологического процесса получения тонких пленок Fe II Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы: получение, свойства, применение». - Красноярск, 2003. - С. 231-232

8. Косырев Н.Н, Варнаков С.Н. Метод эллипсометрии в технологии получения тонких пленок Fe и Si II Сборник тезисов девятой всероссийской научной конфер. студентов-физиков и молодых ученых. «ВНКСФ-9». - Красноярск, 2003. - С. 590-591.

9. Варнаков С.Н., Косырев H.H. Исследование процесса роста тонких слоев кремния in situ методом эллипсометрии // Труды межвузовской научной конференция «Молодежь и наука - третье тысячелетие», - Красноярск, 2003.-С. 317.

10. Косырев H.H., Варнаков С.Н. Исследование тонких пленок Fe методом эллипсометрии // Сборник тезисов десятой всероссийской научной конфер. Студентов-Физиков и молодых ученых «ВНКСФ-10». - Москва, 2004. - С. 191-192

11. Варнаков С.Н., Косырев H.H., Овчинников С.Г. Определение толщины пленок Fe методом эллипсометрии в процессе роста на установке молекулярно-лучевой эпитаксии «Ангара» // Сборник трудов XIX международ, школы-семинара «Новые магнитные материалы микроэлектроники». М.: МГУ, 2004.-ГЮ-21.

12. Ovchinnikov S.G., Varnakov S.N., Kosyrev N.N. In situ ellipsometry for monitoring growth of three layer Fe/Si/Fe structure // Euro-Asian symposium "Trends in magnetism". - Krasnoyarsk, 2004. - P. 303

13. Косырев Н.Н., Варнаков С.Н., Овчинников С.Г., Худяков А.Е. Автоматизированная система управления испарителями в установке молекулярно-лучевой эпитаксии // Материалы всероссийского совещания «Кремний -2006». - Красноярск,2006. - С. 112

14. Kosyrev N.N., Kolechin V.A., Zabluda V.N., Hudyakov A.E., Edelman I.S. and Ovchinnikov S.G. In situ SMOKE Measurements in ultrahigh vacuum by ellip-sometry // Euro-Asian symposium "Magnetism on a nanoscale". - Kazan, 2007. -P. 264

15. Косырев H.H., Овчинников С.Г., Худяков A.E., Бондаренко Г.В. Исследование in situ ферромагнетизма при комнатной температуре в магнитных нанослоях И Материалы всероссийского симпозиума «Нанофизика и нано-электроника-2008». - Нижний Новгород, 2008.

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Aspnes D.E., J.B. Theeten, F. Hottier. Investigation of effective-medium models of microscopic surface roughness by spectroscopic ellipsometry // Phys. Rev. B. -1979. - V. 20. - № 8. - P. 3292-3305.

2. Варнаков C.H., Паршин A.C., Овчинников и др. Структурные и магнитные характеристики однослойных и многослойных пленок Fe/Si, полученных термическим испарением в сверхвысоком вакууме // Письма в ЖТФ. - 2005. - Т. 31. - №22. - С. 1-8.

3. Варнаков С.Н., Bartolomé J., Sesé J. и др. Размерные эффекты и намагниченность многослойных пленочных наноструктур (Fe/Si)n // ФТТ. - 2007. - Т. 49.-№. 8. - С.1401-1405.

4. Ржанов А.В., Свиташев К.К. Основы эллипсометрии. - Новосибирск: Наука, 1979.-423 с.

5. Елисеева Е. Г., Кононов В. П., Попел и др. Модернизация установки мо-лекулярно-лучевой эпитаксии "Ангара" для получения пленок и структур магнитных материалов // ПТЭ. -1997. - Т. 40. - № 2. - С. 278-280.

6. Швец В.А., Спесивцев Е.В., Рыхлицкий С.В. Анализ статической схемы эллипсометрических измерений // Оптика и спектроскопия. - 2004. - Т. 97.- №3.-С. 514-525.

7. Пат. 2302623 Российская Федерация, Эллипсометр / Спесивцев Е.В., Рыхлицкий С.В., Швец В.А.; опубл. 10.07.2007, Бюл. № 19.

8. Овчинников С.Г., Эдельман И.С., Марков В.В., Середкин В.А. Механизм магнитного упорядочения в двухслойных пленках Dy(i.x)Nix/Ni // ФТТ. - 2007. - Т. 49. - №5. - С.854-858.

КОСЫРЕВ

Николай

Николаевич

МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ЭЛЛИПСОМЕТРИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ НАНОСТРУКТУР В УСТАНОВКЕ МОЛЕКУЛЯРНО-ЛУЧЕВОЙ ЭПИТАКСИИ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации

на соискание ученой степени кандидата

физико-математических наук

Подписано в печать 20.10.08 Формат 60x84/16. Усл. печ. л.1. Тираж 70. Заказ № 26. Отпечатано в типографии Института физики СО РАН 660036, Красноярск, Академгородок, ИФ СО РАН

ВВЕДЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЭЛЛИПС ОМЕТРИЯ И МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ КЕРРА: ТЕОРИЯ, МЕТОДЫ, ПРИЛОЖЕНИЯ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

§1.1. Основное уравнение эллипсометрии. Прямая и обратная задачи.

§1.2 Поверхностный магнитооптический эффект Керра.

§1.3.Структурные схемы эллипсометров и магнитометров

Постановка задачи

ГЛАВА 2. ЭЛЛИПСОМЕТРИЧЕСКАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ НАНОСТРУКТУР

§2.1. Описание экспериментальной установки.

§2.2. Контроль качества подготовки подложек с помощью ex situ спектральной эллипсометрии.

§2.3. Исследование начальных стадий роста пленок Fe и Si на подложках монокристаллического кремния

§2.4. Определения показателя поглощения пленок кремния.

§2.5. Решение обратной задачи эллипсометрии для систем (Fe/Si\ Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО

МАГНИТООПТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА КЕРРА.

§ЗЛ. Структурная схема и описание работы.

§3.2. Блок перемагничивания образца.

§3.3. Интерпретация экспериментальных данных.

§3.4. Исследование двухслойных систем Оу(1.х)№х/№.

Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. ПРОГРАМНО - АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РОСТА И ИССЛЕДОВАНИЯ НАНОСТРУКТУР В СВЕРХВЫСОКОМ ВАКУУМЕ.

§4.1. Интерпретация эволюции эллипсометрических параметров в реальном времени в процессе роста структур {^е/ 5/)п.

§4.2 Автоматизированная система управления испарителями в установке молекулярно-лучевой эпитаксии.

§4.2.1. Аппаратная часть системы управления испарителями.

§4.2.2. Программная часть системы управления испарителями.

§4.3. Программный эллипсометрический комплекс.

Выводы к главе 4.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ.

В настоящее время весьма актуален вопрос исследования свойств поверхностей тонких пленок, которые имеют достаточно большую перспективу использования в устройствах наноэлектроники. Однако, измерение параметров пленок нанометровых толщин имеет свою специфику. В частности, при получении наноструктур в условиях сверхвысокого вакуума, встает проблема контроля их свойств in situ непосредственно в процессе изготовления — исследование таких структур ex situ на воздухе зачастую невозможно, в связи с высокой химической активностью многих материалов, используемых в данной области. Здесь большое преимущество имеют оптические методы, т.к. не оказывают влияния на исследуемый образец и имеют определенную гибкость при использовании in situ непосредственно в сверхвысоковакуумной камере. В частности, известен метод эллипсометрии, основанный на анализе изменения поляризации света при отражении от исследуемого образца. Известен также метод магнитооптического эффекта Керра (МОКЕ). У обоих методов схожи оптические схемы измерений, а по набору измеряемых параметров они взаимно дополняют друг друга. Метод эллипсометрии используется для измерения оптических постоянных преломления и поглощения материала, а также для измерения толщин тонких пленок. Метод МОКЕ применяется для изучения магнитных свойств материала. Оба метода удовлетворяют нас, т.к. являются неразрушающими, не изменяющими свойства материала и обладающие достаточной чувствительностью. В этой связи достаточно привлекательной выглядит идея создания установки, объединяющей в себе метод эллипсометрии и МОКЕ.

Настоящее диссертационное исследование посвящено реализации такой установки, а также разработке методики управления технологическим процессом молекулярно-лучевой эпитаксии через обратную связь эллипсометр — блок управления испарителей. Диссертация состоит из четырех глав.

В первой главе проведен литературный и теоретический обзор методов эллипсометрии и магнитооптического эффекта Керра. Приведены различные схемы реализации эллипсометров и магнитометров

Во второй главе разработана оригинальная методика исследования свойств структур (Fe/Si)n методом эллипсометрии. Исследованы однослойные пленки Fe, Si, а также многослойные структуры Fe/Si

В третьей главе описана установка, позволяющая проводить измерения магнитооптического эффекта Керра in situ, т.е. непосредственно в вакуумной камере во время напыления.

В четвертой главе предложен программно-аппаратный комплекс, позволяющий получать структуры с заданными свойствами. Управление основано на корректировке технологических режимов в реальном времени по эллипсометрическим измерениям получаемых пленок.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. На базе лазерного эллипсометра ЛЭФ-757 создана новая установка, позволяющая кроме традиционных эллипсометрических углов \|/ и А также измерять in situ поверхностный магнитооптический эффект Керра. Таким образом, реализована возможность полной оптической и магнитооптической характеризации образца непосредственно в вакуумной камере в процессе напыления.

2. Разработан новый блок управления нагревом в установке молекулярно - лучевой эпитаксии «Ангара», позволяющий проводить нагрев испарителей, а также подложек по заданному закону и поддерживать температуру на заданном уровне.

3. Разработано оригинальное программное обеспечение, позволяющее управлять процессом роста наноструктур в установке молекулярно-лучевой эпитаксии. Алгоритмы основаны на решении обратной задачи эллипсометрии в реальном времени. Программа анализирует эволюцию эллипсометрических углов \j/ и А, вычисляет оптические параметры структуры, скорость роста и передает управляющие команды в блок управления испарителями.

4. Предложена новая эллипсометрическая методика исследования наноструктур (Fe/Si)n. Впервые осуществлено in situ измерение толщин слоев Fe и Si при росте наноструктур Fe/Si. Выявлен островковый рост Fe и Si на подложке Si и определен радиус островка

5. В качестве апробации нового комплекса методом термического испарения в вакууме были получены наноструктуры (Fe/Si)n с п=1-г-5, однослойные пленки Fe, Ni, Dy с толщинами 0,5-^50 nm, а также пленки сплава Dy(iX)Nix. Показано, что при толщине Fe 0,5 nm, что соответствует двум атомным слоям, имеется ферромагнитное упорядочение при Т=300 К. Пленки 0у(1х)№х впервые исследованы непосредственно в сверхвысоковакуумной камере в процессе напыления с помощью поверхностного меридионального эффекта Керра. Было показано возникновение ферромагнитного упорядочения в пленках Ву(1х)№х/№ при х > 0.05, при комнатной температуре.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность своему научному руководителю, доктору физико-математических наук, профессору Овчинникову Сергею Геннадьевичу за предложенную тему, внимание, поддержку и помощь в работе. За помощь в проведении эксперимента выражаю признательность Худякову Алексею Евгеньевичу, Варнакову Сергею Николаевичу и Заблуде Владимиру Николаевичу. Особую благодарность выражаю Швецу Василию Александровичу за ценные методические указания и консультации. За помощь в интерпретации магнитооптических измерений выражаю благодарность Эдельман Ирине Самсоновне. Благодарю за помощь всех сотрудников лаборатории ФМЯ Института физики СО РАН и лаборатории эллипсометрии Института физики полупроводников СО РАН.

Работа выполнена в рамках программ ОФН 2.4.2 «Спинтроника», комплексного интеграционного проекта СО РАН № 3.5, а также гранта РФФИ 07-03-00320.

1. Ржанов А.В., Свиташев К.К. Основы эллипсометрии. Новосибирск: Наука, 1979. - 423 с.

2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Физматгиз, 1982. - 621 с.

3. Fujiwara Н. Spectroscopic Ellipsometry. Principles and Application. -Wiley, 2007. 369 p.

4. Аззам P., Башара H. Эллипсометрия и поляризованный свет. М.: Мир, 1981.-583 с.

5. Швец В.А., Рыхлицкий С.В. Метод эллипсометрии в науке и технике // Автометрия. 1997. -№1. - С. 5-21.

6. Aspnes D.E., Studna А.А. Dielectric functions and optical parameters of Si, Ge, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, and InSb from 1.5 to 6.0 eV // Phys. Rev. B. 1983. - V. 27. - № 2. - P. 985-1010.

7. Vina L., Cardona M. Optical properties of ultraheavily doped germanium: Theory and experiment // Phys. Rev. B. — 1986. — V. 34. № 4. -P.2586-2598.

8. Vina L., Cardona M. Effect of heavy doping on the optical properties and the band structure of silicon // Phys. Rev. B. 1984. - V. 29. - №12. - P. 6739-6751.

9. De Sande J.C.G., Afonso C.N., Escudero J.L. et al. Optical properties of laser-deposited a-Ge films: a comparison with sputtered and e-beam-deposited films // Appl. Opt. 1992. - V. 31. - №28. - P. 6133- 6138.

10. Aspnes D.E., Studna A.A., Kinsborn E. Dielectric properties of heavily doped crystalline and amorphous silicon from 1.5 to 6.0 eV // Phys. Rev. B. 1984. - V. 29. - № 2. - P. 768-780.

11. Suto K., Adachi S. Optical properties of ZnTe // J. Appl. Phys. 1993. - V. 73,-№2.-P. 926-931.

12. Aspnes D.E., Kelso S.M., Logan R. A. Bhat R. Optical properties of

13. AlxGaixAs // J. Appl. Phys. 1986. - V. 60. - №2. - P. 754-767.

14. Vina L., Umbach C., Cardona M., Vodopyanov L. Ellipsometric studies of electronic interband transition in CdxHgixTe // Phys. Rev. B. 1984. — V. 29. -№12. - P. 6752-6760.

15. Arvin H., Aspnes D.E. Nondestructive analysis of CdxHgixTe (x=0.00, 0.20, 0.29, and 1.00) by spectroscopic ellipsometry // J. Vac. Sei. Technol. A. 1984. -V. 2. -№ 3. -P.1316.

16. Burkhard H., Dinges H. W., Kuphal E. Optical properties of In(.xGaxPi. yAsy, InP,GaAs, and GaP determined by ellipsometry // J. Appl. Phys. -1982.-V. 53.-P. 655-662.

17. Biswas D., Lee H., Salvador A. et. al. Characterization of InxGaixP/GaAs grown by gas source molecular-beam epitaxy (0.35 < x < 0.60) by spectroscopic ellipsometry // J. Vac.Sei. Technol B. 1992. - V. 10. - № 2. -P. 962.

18. Meyer F., Bootsma G. A. Ellipsometric investigation of chemisorption of clean silicon (111) and (100) surfaces // Surf. Sei. 1969. - V.16. - P. 221-233.

19. Aliev. V.S., Kruchinin V. N., Baklanov M. R. Adsorption of molecular fluorine on the Si (100) surface: an ellipsometric study // Surf. Sei. 1996. — V. 347.-P. 97-104.

20. Kruchinin V. N., Repinsky S.M., Shklyaev A.A. Monosilane adsorption and initial growth stages of silicon layers on the (100) and oxidized silicon surfaces // Surf. Sei. 1992. - V.275. - P. 433-442.

21. Almeida L.A., Johnson J.N., Benson J.D. et al. Automated compositional control of HgixCdxTe during MBE using in situ spectroscopic ellipsometry // J. of Electronic Materials. V.27. - № 6. - P. 500-503.

22. Butler S.W., Stefani J., Sullivan m. et al. Intelligent model-based control system employing in situ ellipsometry // J. Vac. Sei. Technol. A. 1994. V. 12.- №4.-P. 1984.

23. Duncan W.M., Henck S.A., Kuehne J. W. et al. High-speed spectral ellipsometry for in situ diagnostics and process control // J. Vac. Sei. Technol B. 1994. - V. 12. - № 4. - P. 2779

24. Aspnes D.E. New developments in spectroellipsometry: the challenge of surface // Thin. Sol. Films. 1993. - V. 233. - P. 1-8.

25. Kircher J., Gopalan S., Cardona M. Optical properties of the Y-Ba cuprates: mainly a band structure point of view // Spectroscopic Ellipsometry: Proc. Of the 1st Int. Conf. Paris, France, Jan. 11-14, 1993. - P. 522.

26. Kircher J., Cardona M., Zibold A. et al. Optical investigation of room-temperature chain ordering in YBa2Cu307// Phys. Rev. B. 1993. - V. 48. -№ 13.- P. 9684-9688.

27. Brink D.J., Lee M. E. Ellipsometry of diffractive insect reflectors // Appl. Opt. 1996. - V. 35. - № 12. - P. 1950-1955.

28. Moog E.R., Bader S.D., Montano P.A. et al. Search for ferromagnetism in ultrathin epitaxial films: Cr/Au(100), Cr/Cu(100), and Fe/Cu(100) // Superlattices and Microstructures. 1987. - V. 3. - № 4. - P. 435-443.

29. Bader S.D. Surface magneto-optic Kerr effect // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1991. - V.100. - P. 440-454.

30. Zak J., Moog E.R., Liu C., Bader S.D. Kerr effects // Journal of Magnetism and Magnetic Materials 1990. - V.89. - P. 107-128.

31. Zak J., Moog E.R., Liu C., Bader S.D. Kerr rotation and ellipticity for Sand P-polarized light. // Phys. Rev. Lett. 1990. - V.43. - P. 6423-6450.

32. Zak J., Moog E.R., Liu C., Bader S.D. Kerr effects // Journal of Magnetism and Magnetic Materials 1990. - V.88. - P. 261-290.

33. Соколов А. В. Оптические свойства металлов. M: Физматгиз, 1961. — 464 с.

34. Bader S.D. Qiu Z.Q. Surface magneto-optic Kerr effect (SMOKE) // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1999. - V.200. - P. 664-678.

35. Falicov L.M., Pierce D.T., Bader S.D., Gronsky R. SMOKE system. //

36. Mater. Res. 1990. - V5. - P. 1299-1306.

37. Bader S.D. SMOKE experiment. Experimental approaches // Proc. IEEE. -1990.-V.78.- P. 909-912.

38. Ballentine C.A., Fink R.L., Araya-Pochet J. Erskine J.L. Vacuum magnet // Apple. Phys. 1989. - V.49. -P.677-685.

39. Qian J.P., Wang G.C. Magnetic materials // Journal of Vacuum Sci. Technology. 1990. - V.8. - P.27-40.

40. Edelman I.S., Kim P.D., Turpanov I.A., Morozova T.P., Betenkova A.Ja., Zabluda V.N., Bondarenko G.M. Kerr rotation and magnetic circular dichroism in Co/Si02 multilayers. 11 J. Magn. Mater. 1996. - V 109. - P. 1.

41. Montano P.A., Fernando G.W., Cooper B.R. et al. Ferromagnetic and nonmagnetic phase of Fe on Cu. // Phys. Rev. Lett. 1988. - V.59. -P.l 041-1050.

42. Liu C., Moog E.R., Bader S.D. Magneto-optical properties of Fe films // Phys. Rev. Lett. 1988. - V.60. - P. 2422-2436.

43. Liu C., Bader S.D. The growth of Fe on Pd(100) // J. Appl. Phys. 1990. -V.67.-P. 57-58.

44. Liu C., Bader S.D. The growth of Fe on Ru(0001) // Phys. Rev. Lett. 1990. -V.41.-P. 553.

45. United States Patent № 5311285, Measuring method for ellipsometric parameter and ellipsometer / Oshige Т., Yamada Т., Kazama A.; published 10.05.1994.

46. Пат. 2302623 Российская Федерация, Эллипсометр / Спесивцев Е.В., Рыхлицкий С.В., Швец В.А.; опубл. 10.07.2007, Бюл. № 19.

47. Krafft C.S., R.M. Josephs and D.S. Crompton. Magneto-optical Kerr effect hysteresis loop measurements on particulate recording media // IEEE Transaction on Magnetics. 1986. - V. MAG-22. - N. 5. - p. 662-664.

48. United States Patent № 4922200, Apparatus for measuring hysteresis loop of magnetic film / Jackson L.D., Hills В., Moms D., Nagi T.J.; published0105.1990

49. United States Patent № № 4816761, Apparatus for measuring the hysteresis loop of hard magnetic films on large magnetic recording disk / Josephs R.M.; published 28.03.1989

50. Wrona J., Stobiecki Т., Rak R., et al. Kerr magnetometer based on a differential amplifier // Phys. stat. sol. (a). 2003. - V. 196. - №1. - P. 161-164.

51. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры.: Пер. с англ./ Под ред. JL Ченга, К Плога,- М: Мир, 1989 584 с.

52. Драгунов В.П., Неизвестный И.Г., Гридчин В.А. Основы наноэлектроники. Новосибирск, 2000. - 331с.

53. Патрин Г.С., Волков Н.В., Кононов В.П. Влияние оптического излучения на магнитный резонанс в трехслойных пленках Fe/Si/Fe // Письма в ЖЭТФ.- 1998.-Т. 68.-№4,- С. 287-291.

54. Техническое описание и инструкция по экслплуатации быстродействующего лазерного эллипсометра ЛЭФ-751М. -Новосибирск, 2002. 50 с.

55. Техническое описание и инструкция по эксплуатации установки «Ангара». Новосибирск, 1986. - 72 с.

56. Shvets V.A, Chikichev S.I., Pridachin D.N. et al. Ellipsometric study of tellurium molecular beam interaction with dehydrogenated vicinal silicon surfaces // Thin solid Films. 1998.-V. 313-314.-P.561-564.

57. Волков H.B., Патрин Г.С., Петраковский Г.А. и др. Магнитосопротивление туннельного типа в структуре

58. E11O0.7PbO0.3MnO:, (монокристалл)/Те (пленка) // Письма в ЖТФ. 2003. - Т.29. - № 5. С.54-60.

59. Елисеева Е. Г., Кононов В. П., Попел В. М., Тепляков У. И., Худяков А. Е. Модернизация установки молекулярно-лучевой эпитаксии "Ангара" для получения пленок и структур магнитных материалов // ПТЭ. — 1997.-№2.- С. 141.

60. Ishizaka A., Shiraki Y. Low temperature surface cleaning of silicon and its application to silicon MBE // J. Electrochem. Soc.: Electrochemical science and technology. 1986. - V. 133. - № 4. - P. 666-671.

61. Фельдман JI., Майер Д. Основы анализа поверхности и тонких пленок. -М: Мир, 1989.-344 с.60.http://isp.nsc.ru

62. Aspnes D.E., J.B. Theeten, F. Hottier. Investigation of effective-medium models of microscopic surface roughness by spectroscopic ellipsometry // Phys. Rev. B. 1979. - V. 20. - № 8. - P. 3292-3304.

63. D.E. Aspnes. Microstructural information from optical properties in semiconductor technology // SPIE. 1981. - Optical Characterization Techniques for Semiconductor Technology. - Vol. 276.

64. Бондаренко Г.В. Рентгеноспектральный флуоресцентный анализ пленок, слоев и покрытий. Препринт ИФСО-16Ф. - Красноярск, 1974. -40 с.

65. Установка молекулярно-лучевой эпитаксии «Ангара». Новосибирск, ИФП С ОРАН, 1986.

66. Варнаков С.Н., Лепешев А.А., Овчинников С. Г. и др. Автоматизация технологического оборудования для получения многослойных структур в сверхвысоком вакууме // ПТЭ. — 2004. — №6. С. 125.

67. Клюев А.С. Автоматическое регулирование. М.: Высшая школа, 1986. -351 с.

68. Варнаков С.Н., Паршин А.С, Овчинников С.Г. и др. Структурные и магнитные характеристики однослойных и многослойных пленок Fe/Si,98полученных термическим испарением в сверхвысоком вакууме // Письма в ЖТФ. 2005. - Т. 31. - №22. - С. 1-8.

69. Мэтьюз Дж. Г., Финк К. Д. Численные методы. Использование Matlab. -М.: Вильяме, 2001.-713 с.

70. Литюга А. М., Клиначёв Н. В., Мазуров. В. М. Теоретические основы построения эффективных АСУ ТП // http://model.exponenta.ru/autoreg.ziphttp://model.exponenta.ru/auto reg.html

71. Корниенко Д.Г. Измерители-регуляторы температуры.http ://icm-tec .сот/

72. Ким Д.П. Теория автоматического управления. М: Физматлит, 2003.- 288 с.

73. Филлипс Ч. Харбор Р. Системы управления с обратной связью. -М.: Лаборатория базовых знаний, 2001. 616 с.

74. Бесекерский В.А. Попов Е.П. Теория систем автоматического управления. — СПб: Профессия, 2003. — 752 с.

75. Варнаков С.Н., Bartolomé J., Sesé J. и др. Размерные эффекты и намагниченность многослойных пленочных наноструктур (Fe/Si)n // ФТТ. 2007. - Т. 49. -№.8,- С.1401.

76. Швец В.А., Спесивцев Е.В., Рыхлицкий С.В. Анализ статической схемы эллипсометрических измерений // Оптика и спектр. 2004. -Т.97. - №3.-С. 514-525.

77. Ридико Л. И. Контроллер шагового двигателя. http://radiotech.by.ru/Shematic PCB/Avtomatika/step motor.htm

78. Choi B.-Ch., Folsch S., Farle M. et al. Correlation of the magnetic properties with structure and morphology in ultrathin Fe films grown on Cu(311)// Phys. Rev. B. 1997. - V. 56. -№ 6. -P. 3271.

79. Варнаков C.H., Паршин A.C., Овчинников С.Г. и др. Структурные и магнитные характеристики однослойных и многослойных пленок

80. Варнаков С.Н., Косырев H.H. Система управления испарителями в установке молекулярно-лучевой эпитаксии «Ангара» // Сборник тезисов десятой всероссийской научной конфер. студентов-физиков и молодых ученых «ВНКСФ-10». Москва, 2004. - С. 1036.

81. Варнаков С.Н., Косырев H.H. Получение однослойных и многослойных пленочных структур Fe и Si в сверхвысоком вакууме // Тез. докл. VII Всерос. науч. конф. «Решетневские чтения». Красноярск, 2003. - С 114-115.

82. Косырев H.H., Варнаков С.Н. Метод эллипсометрии в технологии получения тонких пленок Fe и Si // Сборник тезисов девятой всероссийской научной конфер. студентов-физиков и молодых ученых. «ВНКСФ-9». Красноярск, 2003. - С. 590-591.

83. Варнаков С.Н., Косырев Н.Н. Исследование процесса роста тонких слоев кремния in situ методом эллипсометрии // Труды межвузовской научной конференция «Молодежь и наука — третье тысячелетие». — Красноярск, 2003. С. 317.

84. Косырев Н.Н., Варнаков С.Н. Исследование тонких пленок Fe методом эллипсометрии // Сборник тезисов десятой всероссийской научной конфер. Студентов-Физиков и молодых ученых «ВНКСФ-10». -Москва, 2004. С. 191-192

85. Косырев H.H., Варнаков C.H., Овчинников С.Г., Худяков А.Е. Автоматизированная система управления испарителями в установке молекулярно-лучевой эпитаксии // Материалы всероссийского совещания «Кремний 2006». — Красноярск, 2006. — С. 112

86. Kosyrev N.N., Kolechin V.A., Zabluda V.N., Hudyakov A.E., Edelman I.S. and Ovchinnikov S.G. In situ SMOKE Measurements in ultrahigh vacuum by ellipsometry // Euro-Asian symposium "Magnetism on a nanoscale". -Kazan, 2007.-P. 264

87. Косырев Н.Н., Овчинников С.Г. Ферромагнетизм при комнатной температуре в двухслойной структуре Dy(i.X)Nix/Ni : магнитооптические измерения in situ // Письма в ЖЭТФ. 2008. - Т. 88. - №2. - С. 152-154.

88. Варнаков С.Н., Комогорцев С.В., Bartolome J., Sese S., Овчинников С.Г., Паршин А.С., Косырев Н.Н. Изменение намагниченности мультислойных наноструктур Fe/Si в процессе синтеза и постростового нагрева // ФММ. 2008. - Т. 106. - № 1. - С. 54-58

89. Edelman I., Ovchinnikov S., Markov V., Kosyrev N., Seredkin V.,. Khudjakov A, Bondarenko G., Kesler V. Room-temperature ferromagnetism in Dy films doped with Ni // Physica B. 2008. - V. 403. - №18. - P. 3295-3301.