ОЖЕ-электронная спектроскопия межфазных границ на основе редкоземельных металлов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Федоров, Алексей Викторович АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Санкт-Петербург МЕСТО ЗАЩИТЫ
1994 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.07 КОД ВАК РФ
Автореферат по физике на тему «ОЖЕ-электронная спектроскопия межфазных границ на основе редкоземельных металлов»
 
Автореферат диссертации на тему "ОЖЕ-электронная спектроскопия межфазных границ на основе редкоземельных металлов"

САНКТ-ПЕТЕРБУГРСШ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

РГВ Ол

На правах рукописи % ' -! УДК 537.312:535.215

ФЕДОРОВ Алексей Викторович

ОЖЕ-ЭЛЕКТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ МЕЖФАЗНЫХ ГРАНИЦ НА ОСНОВЕ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ

Специальность 01.04.07 - физика твердого тела

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Санкт-Петербург 1994

Работа выполнена в отделе электроники твердого тела Научно-исследовательского института физики Санкт-Петербургского государственного университета.

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор Адамчук В.К.

Офицальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Новиков Б. В. кандидат физико-математических наук Андронов А. Н.

Ведущая организация - Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе (РАН)

Защита диссертации состоится 1994 г. в

ч. ЗО мин. на заседании специализированного совета Д.0В3.57.32 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора физико-математических наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 189164, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГУ.

Автореферат разослан -/</ С?1/ 1994 г.

Ученый секретарь совета

В. А. Соловьев

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

-Ак1Уэ^ьность_темы. Возникновение и развитие твердотельной электроники обусловлено в большой мере успехами той области теоретической и экспериментальной физики, которая занимается изучением контактов между металлами и полупроводниками, так как любой прибор твердотельной электроники предполагает наличие большого числа таких контактов, хотя бы даже потому, что необходимо вводить и выводить электронные сигналы, а это сейчас трудно представить без металлических соединений. Чрезвычайно важно, чтобы контакты не влияли бы непредсказуемо на работу данного электронного прибора. Поскольку развитие современной электроники идет по пути все большего и большего уменьшения размеров активных элементов, то размер конктретного элемента может быть уже сопоставим с размерами области контакта металл/полупроводник, свойства которой в данном случае будут ответственны за характеристики всего прибора. Электрофизика контактов определяется такими параметрами и процессами как, например, кристаллическая структура, поверхностные и межфазные состояния, примеси, дефекты, диффузия, химические реакции. При образовании контакта решающую роль могут играть физика и химия поверхностей контактирующих элементов, так как известно, что на поверхности свойства полупроводника или металла могут значительно отличаться от тех, что есть у объемных материалов. Совершенно понятно поэтому, что исследование контактов металл/полупроводник - это важное направление в физике твердого тела и особенно в экспериментальной физике, поскольку до сих пор не удалось создать всеобъемлющую теорию контактных явлений, учитывающую и описывающую из "первых принципов" все процессы, происходящие в области контакта металл/полупроводник.

Прогресс в экспериментальном изучении контактов металл/ полупроводник был достигнут благодаря развитию техники высокого вакуума и методов анализа поверхности твердого тела (Оже- и фото- электронной спектроскопии, дифракции медленных электронов и т.д.), а также благодаря возможности

приготавливать и исследовать контакты непосредственно в экспериментальном приборе в условиях сверхвысокого вакуума. Изучение процесса формирования контактов мевду полупроводниками группы А[1ву1 и тяжелыми трехвалентными редкоземельными металлами (РЗМ), проведенное в настоящей работе, представляет собой пример подобного исследования.

Цель_настоящей_работы состояла • в исследовании методами электронной спектроскопии процесса послойного формирования КОНТаКТОВ МеЖДУ ПОЛУПрОВОДНИКаМИ ГРУППЫ АмВу1 (Сс15е, СйБ) и тяжелыми трехвалентными РЗМ (оу, са, но). Соединения на основе полупроводников группы А,,ВУ1 считаются весьма перспективными для производства приборов твердотельной микроэлектроники: солнечных преобразователей, тонкопленочных транзисторов, приборов оптоэлектроники. Высокая химическая активность РЗМ должна решить проблему создания стабильных контактов с очень незначительной (по сравнению с другими металлами) областью перемешивания. Различия электронной структуры оу, са, но позволили изучить ее роль (электронной структуры) в эффекте "критической толщины" слоя РЗМ на поверхности полупроводника.

Задачи_работы были следующие:

1. Выбрать и осуществить в условиях сверхвысокого вакуума методы приготовления чистых монокристаллических поверхностей полупроводников А[[Ву1 и послойного формирования контактов РЗМ/а,,!»,,.

2. Исследовать на модельных системах, представляющих собой чередующиеся слои а в , различающиеся типом либо аниона, либо катиона, процессы послойного ионного травления с целью определения наилучших режимов ионного профилирования контактов РЗМ/а в

3. Экспериментально, методами Оже-электронной спектроскопии, дифракции медленных электронов и ионого профилирования, изучить процесс формирования контактов РЗМ/амвУ1 и их строение.

4. Провести сравнительный анализ контактов оу/А11ву1, но/а11ву1, са/амву1 для выяснения роли электронного строения РЗМ в процессе формирования контактов с а ву1.

Научная_новизна работы определяется тем, что впервые получены экспериментальные данные о процессе формирования контактов между полупроводниками группы At[bvi(cdse, cas) и тяжелыми трехвалентными РЗМ (оу, Gd, но), в результате чего построена общая схема формирования этих контактов

(Dy/CdSe(1120) , Dy/CdS(1120), Ho/CdSe(1120), Gd/CdSe(1120) И Gd/cds{ii20)). Обнаружено, что они представляют собой сложные многослойные системы. Показано, что в отличие от благородных металлов, для контактов которых с дпвп характерны очень протяженные области, составленные перемешанными, слабо взаимодействующими компонентами полупроводника и металлом, РЗМ образуют стабильные соединения на поверхности а в , препятствующие существенному перемешиванию. Научную ценность представляет также обнаружение эффекта "критической толщины", т.е. обнаружение того, что для начала химической реакции между РЗМ и компонентами полупроводника необходимо, чтобы слой F3M имел бы определенную (-0.5 монослоя (МС)) поверхностную концентрацию. Данный эффект связан с изменением валентности РЗМ при увеличении числа ближайших соседей и показывает, что локализованные мелколежащие 4f оболочки участвуют в формировании химических свойств РЗМ (путем промотирования электрона с 4f оболочки в валентную зону).

Н|_защиту_выносятся_сле0ующие_положе

- Процесс формирования контактов Dy/CdSe(1120), Dy/CdS(1120) , Gd/cdse(ii20) и Ho/cdse(ii20) включает в себя несколько последовательных стадий, зависящих от толщины слоя РЗМ, и для всех исследованных контактов происходит в соответствии с одной моделью, которую можно считать общей для контактов мевду трехвалентными F3M и полупроводниками а ву : при средневесовой толщине РЗМ до -7 МС имеет место разрыв химической связи cd-халькоген, перемешивание РЗМ и халькогена и образование химической связи РЗМ-халькоген; при толщине слоя РЗМ в -7 МС происходит сегрегация атомов cd на поверхности контакта; сегрегация препятствует продолжительному перемешиванию между атомами РЗМ и халькогена и приводит к росту слоя чистого РЗМ при толщинах в -12 МС.

- Эффект "критической толщины" имеет связь с электронной

структурой FSM: для тяжелых трехвалентных РЗМ он наблюдается, если при переходе FSM от атомарного состояния к твердотельной фазе есть промотирование одного 4f электрона в валентную зону.

- Разработан метод оптимизации режимов ионного профилирования и сведения ионного и электронного пучков при измерении Оже-профило грамм.

- Установленный в работе факт образования на поверхности AuBvi стабильного соединения мевду РЗМ и халькогеном делает возможным использование F3M в качестве промежуточных слоев при производстве контактов в приборах на основе Aj,bvi.

Пда|п;ическая_ценносхь_работы1

1. На практике осуществлено формирование и исследование "in situ" методами электронной спектроскопии контактов ВЗМ/А,lByi. При формировании контактов сверхтонкие (-0.1 МС) и сверхчистые слои F3M наносились на атомарно-чистые поверхности монокристалла Амву1, приготовленные методом раскалывания в сверхвысоком вакууме (по плоскости (1120)).

2. Разработан метод оптимизации режимов ионного травления при измерении Оже-профилограмм. Данный метод основан на использовании многослойных систем с чередующимся элементным составом. Его применение приводит к значительному уменьшению искажения профиля контакта, вызванного действием ионного пучка.

3. Настоящее исследование показывает, что РЗМ образуют стабильные соединения на поверхности ambvi - это позволяет использовать их в качестве промежуточных слоев при изготовлении контактов в приборах на основе а,,в • Данные слои должны препятствовать взаимной диффузии компонентов полупроводника и металла, выбранного для производства электрических цепей (ai или au, например).

4. Анализ химических соединений, имеющихся в области контакта РЗМ/а ,ву1, показывает, что при толщинах слоя F3M до -7 МС на поверхности а в образуются халькогениды РЗМ, которые, будучи широкозонными диэлектриками, могут, вероятно, выполнять функции изолятора в МДП-приборах.

5. Показана связь электронной структуры РЗМ и эффекта

"критической толщины". Этот результат может быть использован в нанотехнологии, поскольку он создает основу для прогнозирования химических свойств сверхтонких (<0.1 МС) покрытия РЗМ на полупроводниковых подложках.

Апробаиия^розультатдв_работы. Основные результаты работы докладовались и обсуадались на Всесоюзной конференции "Поверхность 89" (Черноголовка, 1989), vn Всесоюзном симпозиуме по ВЭЭ, ФЭС и спектроскопии поверхности твердого тела (Ташкент, 1990), 12 Европейской конференции по изучению поверхности (ecoss-12, Стокгольм, 1991), 13 Европейской конференции по изучению поверхности (ecoss-13, Варвик, .1993), семинарах лаборатории физической электроники отдела ЭТТ НИИФ СПбГУ и рабочей группы проф. Г. Кайндля в Институте экспериментальной физики Свободного Университета Берлина.

СТВ¥ШРО_обьем_диссертауии. Диссертация состоит из введения, трех глав, приложения, заключения и списка цитируемой литературы. Она содержит 175 страниц, в том числе ИЗ страниц машинописного текста, 37 рисунков на 33 страницах, 2 таблицы на 2 страницах и список литературы на 27 страницах, включающий в себя 257 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во_вве,дении показана актуальность проведенных исследований, сформулированы цель и задачи работы, основные защищаемые положения, научная и практическая значимость работы.

В_п§Шой_главе_собраны сведения, почерпнутые из работ, в которых исследовались электронная структура РЗМ и контакты на основе РЗМ/полупроводник.

Первая часть первой главы посвящена анализу электронной структуры РЗМ и особенно роли 4г электронов в формировании электронной структуры валентных оболочек. Отмечается, что: а) При переходе от атомарного состояния к твердотельной фазе у всех РЗМ, за исключением ьа, се, с<1 и ьи, происходит изменение электронной конфигурации внешних оболочек (от

п6эг К (5абэ)3).

б) V тяжелых РЗМ в твердотельной фазе 4г электроны сильно локализованы и не принимают непосредственного участия в образовании химических связей.

Во втором разделе содержится обзор экспериментальных работ, в которых изучались контакты гем/полупроводник. Контакты систематизированы по характеру валентности РЗМ:

а) Для контактов на основе двухвалентных НВМ обнаружено наличие "критической толщины" величиной в -0.5 МС. Химические реакции между РЗМ и компонентами полупроводника протекают при толщинах слоя РЗМ от -0.5 МС до -2.5 МС. Образующееся при этом соединение препятствует перемешиванию РЗМ и компонент полупроводника при толщинах РЗМ >2.5 МС.

б) При адсорбции РЗМ с переменной валентностью также наблюдается эффект "критической толщины". Величина "критической толщины", которая лежит в пределах от -0.5 МС до -1 МС, связывается с подвижностью атомов РЗМ на поверхности полупроводников и с их способностью собираться в кластеры.

в) В случае РЗМ с валентностью равной трем нет четкого подтверждения факта существования "критической толщины". В большинстве работ делается вывод о том, что химические реакции начинаются уже при толщинах РЗМ <0.1 МС. Отмечается, что вопрос о существовании "критической толщины" в случае контактов на основе трехвалентных РЗМ в настоящее время остается спорным, не выяснена роль электронной структуры РЗМ в данном явлении.

Ко времени начала диссертационной работы полностью отсутствовали экспериментальные данные о природе контактов между РЗМ и полупроводниками группы а,,ву1. &го стимулировало проведение настоящего исследования.

В конце главы определены задачи работы и обоснован выбор исследуемых объектов.

Во_второй_главе содержится информация об экспериментальных методах: Оже-электронной спектроскопии, дифракции медленных электронов, ионном профилировании. Обсуждается методика выбора оптимальных параметров ионного профилирования, развитая в данной работе. Она основана на снятии профилограмм

сверхрешеток оаэ/саБе и гпэе/саБе. Показано, что можно избежать перемешивания, вызываемого ионным пучком. Высокий вторично-эмиссионный контраст сверхрешеток помог также решить проблему сведения ионного и электронного пучков, которая всегда возникает при измерении Оже-профилограмм. В заключении второй главы описаны экспериментальные особенности прибора, а также разработанные автором конструкции скалывателя монокристаллов а^в^, дифрактометра медленных электронов и испарителя РЗМ, встроенных в исследовательскую камеру. Последний позволил проводить дозированные напыления НЗМ в вакууме -5x10" "Торр с одновременным контролем толщины напыленного слоя.

В трехьей_главе описываются и обсуждаются результаты проведенного исследования, в котором были получены зависимости интенсивностей и форм оже-пиков са, бе, б, но, оу, са от толщин слоев РЗМ на поверхностях с^ и саБе. Эти данные вместе дали возможность построить общую картину процесса формирования исследованных контактов: начало взаимодействия между атомами РЗМ и Аыву1 сопровождается разрушением химических связей в подложке, взаимодиффузия атомов способствует образованию халькогенида РЗМ, который вызывает пассивацию поверхности контакта. После сравнительного анализа контактов стало возможным обсуждение эффекта "критической толщины", обнаруженного в работе с точки зрения особенностей электронной структуры РЗМ. Профилирование контактов подтвердило существование нескольких стадий их формирования, зависящих от толщины слоя РЗМ. Контакт^ру/саБе^го) (рис. 1):

Исследовались оже-пики са мш, Бе ют и оу лол. При напылении оу в области толщин до 0.5 МС наблюдались одновременное ослабление оже-пиков са мш и эе м\л/ и рост интенсивности оже-пика оу кол. Дальнейший рост толщины слоя оу приводил к замедлению уменьшения интенсивности оже-пика бе муу. Одновременно наблюдалось изменение его формы, которая стабилизировалась при толщине оу в 2.5 МС. Оже-пик са мш при этом уменьшался и сохранял свою форму неизменной. Эти результаты свидетельствуют о начале химической реакции между

Рис.1. Изменения интенсивностей

оже-ПИКОВ Cd MNN, Se HW И Dy NON

при формировании контакта

Dy/CdSe(1120)

Рис.3. Оже-профиль контакта

Dy/CdSe(1120)

О 5 10 15 20

lojwiHt (иожхиои)

Тошша (понос*»))

Î I

Рис.2. Изменения интенсивностей I

, ОЖе-ПИКОВ Cd MNN, Se MW И Gd NON

при формировании контакта

Gd/CdSe(1120)

0

1 I I

к

О 200 400 600 800

Время pecmJOHM (сек)

Dy и cdse(ii2o) при толщинах больших, чем 0.5 МС. Анализ изменений интенсивностей оже-пиков и их формы привел к выводу о том, что в области толщин от 0.5 до 7 МС происходит разрыв связей ca-se, образование связей Dy-se и рост перемешанного слоя. Только незначительная часть атомов cd присутствует в перемешанном слое. Основная их часть фиксируется на поверхности cdse(ii20). На образование перемешанного слоя, состоящего из Dy^se^, указывает также стабилизация интенсивности оже-пика Dy non. Если толщина слоя Dy превосходила 7 МС, то интенсивность оже-пика cd mnn резко вырастала, интенсивность se mw падала, а интенсивность пика Dy non менялась мало. По достижении толщины слоя Dy в -11 МС наблюдалось затухание как оже-пика se mw, так и оже-пика cd mnn. в то же самое время интенсивность оже-пика dy non слабо росла.

^OHT§KX_Dy^ÇdSjll201:

Замена cdse на cas не привела к существенному изменению структуры контакта. Также как и для case найдено отсутствие химических реакций между компонентами полупроводника и атомами Dy до толщины в 0.5 МС. Если толщина Dy превосходила 0.5 МС, то интенсивность оже-пика s lw начинала расти, и его форма менялась, что свидетельствовало о начале разрушения химической связи cd-s и об образовании химических связей между атомами Dy и s. Интенсивность оже-пика cd mnn постоянно уменьшалась до толщины Dy в 7 МС, форма его оставалась неизменной. В области толщин слоя Dy от 2.5 МС до 7 МС интенсивности оже-пиков s mw и Dy non не изменялись. Аналогично контакту Dy/case(ii20) по достижении толщины слоя Dy в -7 МС происходил резкий рост интенсивности оже-пика са mnn, сопровождавшийся уменьшением интенсивностей оже-пиков s lw и Dy non. Оже-пик cd mnn достигал максимума при 14 МС и затем начинал затухать. При этом оже-пик s lw постоянно ослаблялся, а интенсивность оже-пика Dy non росла незначительно.

Исследование контактов Dy/CdSe(1120) и Dy/CdS(1120) показало, что их структура не зависит от типа халькогена (se или s). Отсутствие химического взаимодействия при толщинах

слоев Dy до 0.5 МС интерпретируется как эффект "критической толщины". Делается предположение, что при данной толщине Dy на cdse(ii20) и cds(ii20) происходит промотирование 4f электрона Dy в валентную зону, так что осуществляется переход от состояния с валентностью 2+ к состоянию с валентностью 3+, которое характерно для металлического Dy. Принимая во внимание большую химическую активность металлического Dy по сравнению с cd, разрушение соединения case (cds) и образование соединения Dy^se^ (Dy^s^) при толщинах больших "критической" является закономерным.

Чтобы проверить выводы о связи эффекта "критической толщины" и электронной структуры РЗМ были проведены исследования контактов Ho/CdSe(1120) И Gd/CdSe(1120) . Электронные структуры но и оу похожи, электронная структура Gd отличается (с точки зрения сделанного предположения) от электронной структуры Dy коренным образом: у Gd в атомарном состоянии есть три электрона, которые формируют валентную зону металлического Gd без перехода в нее \f электрона. Если предположение о связи "критической толщины" РЗМ с промотированием 4f электрона при переходе к металлической фазе верно, то "критическая толщина" не должна наблюдаться в случае контакта Gd/cdse(ii2o), и напротив, должна была бы быть обнаружена для контакта Ho/cdse(ii20). Все это было подтверждено экспериментально. 5^CdSeJ1120) (рис.2):

Ослабления оже-пика se mw, наблюдавшегося при увеличении ТОЛЩИНЫ ДО 0.5 МС ДЛЯ контактов Dy/CdSe(1120) И Dy/CdS(112 0) , не происходило. Напротив, его интенсивность росла с толщиной до -5 МС. Дальнейшее поведение оже-пиков было похоже на то, ЧТО наблюдалось ДЛЯ контактов Dy/CdSe(1120) И Dy/CdS(1120).

Ho£CdSe{1120):

Интенсивности оже-пиков и их форма вели себя с увеличением толщины но также, как в случае контакта Dy/cdse(ii20). На начальных стадиях адсорбции но (до 1.0 МС) происходило одновременное уменьшение интенсивностей оже-пиков se mw и cd mnn, свидетельствовавшее о присутствии эффекта "критической толщины".

Проведенные исследования, таким образом, дают возможность установить связь между электронной структурой РЗМ и эффектом "критической толщины". Полученные результаты показывают, что химическое взаимодействие между РЗМ и AitByi начинается только после того, как редкоземельный металл приобретает валентность равную трем, что в случае но и Dy происходит после перехода одного электрона с 4f оболочки на состояния валентной зоны (5d6s). По сути дела, величина "критической толщины" соответствует такой концентрации атомов РЗМ на поверхности полупроводника, при которой формируется электронная структура металла. В случае оу и но формирование электронной структуры включает в себя промотирование 4f электрона (1) и гибридизацию 5d и 6s орбиталей (2). В случае Gd промотирование отсутствует. Оба процесса ((1) и (2)) связаны с увеличением числа ближайших соседей атома РЗМ. Настоящая работа показывает, что второй процесс требует гораздо меньшей концентрации атомов РЗМ, чем первый.

При толщинах слоев РЗМ превышающих -7 МС для всех исследованных контактов наблюдался резкий рост интенсивности оже-пика cd mnn: она достигала своего максимума при толщинах в -12 МС, после чего спадала. Такой необычный эффект наблюдался впервые: для всех известных до сих пор контактов РЗМ/полупроводник интенсивности фотоэмиссионных или оже-пиков атомов полупроводника уменьшаются с толщиной. Рост интенсивности оже-пика cd, обнаруженный в настоящей работе, может быть обусловлен рядом причин: (1) образованием перемешанным слоем островков и обнажением подложки, обогащенной cd; (2) сегрегацией избыточного cd, растворенного в перемешанном слое, на его поверхности вследствие нарушения баланса концентраций элементов при увеличении толщины слоя РЗМ; (3) диффузией cd с поверхности подложки на поверхность контакта. Последнее было исключено после исследования контакта Gd/cds(ii20) при толщине слоя Gd в -7 МС: для данного контакта не наблюдалось увеличения интенсивности оже-пика cd mnn за время, превосходящее во много раз время, затрачиваемое на формирование контакта. Выбор между (1) и (2) был сделан после экспериментов по ионному профилированию

контактов. На рис.3 представлен профиль контакта Dy/cdse( иго). Он показывает, что под слоем оу на поверхности перемешанного слоя лежит слой cd (пик "а" на рис.3). Таким образом было доказано, что за увеличение интенсивности оже-пика са, начинающееся при толщине слоя РЗМ в -7 МС, ответственна сегрегация избыточного са, которая в свою очередь, очевидно, препятствует продолжительному перемешиванию между атомами РЗМ и халькогена.

В_приложении обсуждается структура пика прямой рекомбинации Gd (4d-4f). Показано, что вклад в этот пик вносят валентные электроны Gd, так что в принципе становится возможным изучение химического состояния атомов Gd путем анализа формы пика прямой рекомбинации. Для обобщения этого результата было проведено исследование пика прямой рекомбинации в Оже-спектрах эпитаксиальных слоев La(oooi)/w(iio), впервые выращенных в настоящей работе. Обнаружено, что появление во вторично-эмиссионном спектре La(oooi) пика с энергией 116 эВ происходит благодаря наличию интенсивного поверхностного состояния, лежащего вблизи уровня Ферми.

^.заключении перечислены основные итоги диссертационной работы:

1. Из анализа изменений интенсивностей и форм оже-пиков cd

MNN, Se MW, S LW, Dy NON, Ho NON И Gd NON ПОЛуЧеНЭ ОбЩЭЯ

картина формирования и строения контактов F3M/ai:bvi при толщинах слоя РЗМ до -20 МС. Показано, что общим для всех исследованных контактов является то, что они формируются в несколько последовательных стадий, зависящих от толщины слоя РЗМ:

- В области толщины до -7 МС происходит разрыв связей в полупроводнике, взаимная диффузия (перемешивание) атомов халькогена и РЗМ и образование халькогенида РЗМ.

- При толщине слоя РЗМ более -7 МС происходит сегрегация атомов cd, растворенных в халькогениде РЗМ, на поверхности контакта.

- Данная сегрегация са препятствует взаимной диффузии атомов халькогена и F3M при больших толщинах и способствует росту

пленки чистого РЗМ.

2. Установлена связь между электронной структурой тяжелых трехвалентных РЗМ и наличием эффекта "критической толщины" слоя F3M. Она состоит в том, что для начала химического взаимодействия между РЗМ и полупроводником необходимо, чтобы редкоземельный металл приобрел бы валентность, присущую ему в металлической фазе. Величина "критической толщины" составляет

0.5.1.0 МС, если для образования трехвалентного состояния требуется промотирование 4f электрона в зону проводимости.

3. Найдено и на примере La(oooi) продемонстрировано, что пики прямой рекомбинации могут быть использованы для изучения структуры валентной зоны РЗМ.

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Адамчук В. К., Алесковский В. Б., Дрозд В. Е., Губайдуллин В. И., Федоров А. В., Романычев А. И. Выявление природы твердотельных структур типа сверхрешеток, полученных методом химической сборки - Доклады АН, сер. физ. химия, 1988, т.303, N 6, с.1390-1392.

2. Федоров А. В., Федосеенко С. И. Формирование межфазовой границы полупроводник AitByi - редкоземельный металл - Тез. докл. Всесоюзн. конф. "Поверхность 89", Черноголовка, 1989, с.103.

3. Федоров А. В., Федосеенко С. И. Формирование межфазной

II VI

границы редкоземельный металл - полупроводник а в Поверхность. 1989, n 12, с.96-100.

4. Adamchuk V. К., Fedorov А. V. , Fedoseenko S. F. The formation of rare-earth/semiconductor interfaces: Ho/CdSe(1120), Dy/CdSe(1120), Gd/CdSe(1120) and Dy/CdS(1120) studied by Auger spectroscopy - ТеЗ. ДОКЛ. НЭ 12 Европейской конференции по изучению поверхности (ecoss-12), Стокгольм, 1991, W288.

5. Adamchuk V. К., Fedorov А. V., Fedoseenko S. I. Formation of rare-earth/semiconductor interfaces: Ho/CdSe(1120), Dy/CdSe(1120), Gd/CdSe(1120), Ho/CdS(1120) and Dy/CdS(1120) studied by Auger spectroscopy - Surf. Sci-, 1992, V.269/270, P.975-978.

-166. Fedorov A. V., Laubschat C., Starke K., Barholz K.-U., and Kaindl G. Inverse photoemission and AES study of epitaxial La

films on w(iio) - Тез. докл. на 13 Европейской конференции по изучению поверхности (ecoss-13), Варвик, 1993, FrM-P78.

7. Molodtsov S. L., Prietsch M., Laubschat C. , Kaindl G. , Fedorov A. V., Adamchuk V. K. - Formation of the Ho/CdSe(1010) interface - Phys. Rev. B, 1994, V.48, N 3, P.17867-17871.

8. Fedorov A. V., Hohr A., Weschke E., Starke K., Adamchuk V. K. , and Kaindl G. - Partially occupied surface state at the Fermi level of La(0001) - Phys. Rev. B, 1994, V.49, N 7, P.5117-5120.