文摘

为了获得高自旋注入效率,ferromagnet-semiconducor肖特基接触必须高结晶质量。这是特别重要的ferromagnet-silicon接口,因为这些元素往往混合,形成硅化物。在这项研究中Co-Si(100)接口是准备在三种不同的方式:在室温下通过蒸发、低温度(与某人),作为表面活性剂,其界面结构分析高分辨率的苏格兰皇家银行(HRBS)。在所有情况下都或多或少的硅化强烈的公司随后向内扩散形成观察。为了防止Co和Si的混合,超细分别介绍了隧道壁垒介于两者之间。原位HRBS表征证实,分别以电影非常均匀,防止混合沉积的硅衬底Co和有效铁的电影,即使在。

1。介绍

利用电子的自旋除了负责探索新一代的自旋电子元件将更小、更多样化的和比目前更健壮的硅片都基本技术的重要性(1- - - - - -7]。在室温下高自旋极化的公司(~40%)(8),预计长自旋相干长度在Si(比微米)9)使材料有限公司和Si有吸引力的自旋注入实验。在这样一个公司在硅基片上薄膜的异质结构,任何结构性障碍接口将会大幅减少接口和自旋极化,因此,自旋注入效率(10- - - - - -15]。如果少量的一氧化碳扩散到Si,每一个这样的公司原子将会面向当地磁矩的随机的磁化方向的薄膜。他们将散射注入自旋极化电子,从而降低他们的自旋极化14,15]。

有限公司和Si形成各种类型的硅化物表现出不同程度的磁化,也就是说,无磁性,顺或铁磁。当自旋极化的电子经过硅化这样一个地区,其极化很可能降低。治疗过程没有完全和详细,但下面的影响可能发挥重要作用:电子进入一个地区不同的磁化(大小或方向)。电子通过一个粗糙区域之间的接口不同的磁化;这样粗糙的接口是导致强烈的去极化(10]。顺地区磁矩通常不是面向;类似于上面的孤立原子他们将散射注入电子。以类似的方式任何磁缺陷可能的工作。你也不应该忘记的去极化的影响各种不同硅化物之间的肖特基接触。

因此为了控制和改进的属性界面,详细了解其结构是必要的。在本文中,我们目前的结果,我们研究了Co-Si(100)接口准备在四个不同的方面:(1)在室温下沉积的有限公司,(2)低温沉积的Co (−60°C),(3)沉积的公司在室温下使用某人作为表面活性剂,和(4)分别以隧道结在Co-Si接口。不同类型的接口进行了分析原位,即在制备高深度分辨率卢瑟福背散射谱(HRBS)。HRBS数据反过来提供有限的深度资料,如果某人,Mg, O,单层深度分辨率。这样他们给的信息接口的清晰度和Co的同质性,采用薄膜尤其是允许识别各种类型的钴硅化物作为深度的函数。Co-Si肖特基界面上的数据已经公布前三个出版物(16- - - - - -18),在这里总结比较。采用隧道势垒上的数据是新的。

2。直接Co-Si(100)(肖特基)接口

2.1。介绍

现象观察到公司在硅基片上沉积的初始阶段似乎是唯一的,依赖于制备条件和仍在讨论有争议的是19- - - - - -23]。关于增长模式Si的有限公司赵等。19)建议公司原子在一层生长模式,没有任何相互扩散,而Meyerheim et al。20.)和Rangelov et al。21)可以看到公司的向内扩散原子保险高于0.5毫升的有限公司硅(100)表面,AES和surface-extended x射线吸收精细结构(EXAFS)测量19- - - - - -23)表明,一个可以区分几个阶段的初始吸附Co的Si(100)表面在室温下。关于原子的位置有限原子Si (100)(见图1),Meyerheim et al。20.),Scheuch et al。22],Gomoyunova et al。23]发现Co吸附在四倍空心网站(近平面,)每一秒(110)硅(100)表面的行。曹et al。19)发现,优先吸附网站上如果二聚体(网站)和网站生成(110)海沟(HB网站)。然而,密度泛函计算24)表明,和HB网站大力不利(见图1)。有关原子位置的in-diffused有限公司Meyerheim et al。20.)能区分成长的几个阶段。0.5 - -2.5毫升的政权,原子扩散到硅晶格占领间隙网站,为政权高于2.5毫升Si主机原子的替换有限公司,并在本地保险投保19毫升下令金属覆盖物开始成长。

争议也存在对有限公司的增长方式存在一个关键的报道有限公司向内扩散的Co和Si原子的out-diffusion吗?多厚是硅化物层形成的界面,它的化学成分是什么,以及哪些是扩散物种在不同的生长阶段?

在之前的信(16我们有一些争议的解决原位调查薄有限公司增长的电影(0.08 - -2.93毫升)在Si(100)在室温下与高分辨率的卢瑟福背散射谱(HRBS)。原来公司扩散到Si大部分从一开始,也就是说,已经在公司覆盖率低见0.08毫升。更高的硅化覆盖各个阶段开始生长在表面,但没有纯粹的电影,即使在最高的报道(2.93毫升的公司)在本研究调查。为了减少公司的向内扩散和Si的out-diffusion和增强层的生长的纯Co两种方式在两个后续调查随访:(一)有限公司沉积是在保持衬底温度较低,-60°C (17];(b)一层薄薄的表面活性剂(1毫升的某人)被用来减少out-diffusion Si公司期间表面沉积的18]。这两种技术都有助于减少硅化物的形成在一定程度上,但不能阻止它。这三个报告调查的结果总结版本在随后的部分2。2和2。3。

2.2。实验

的原位HRBS测量进行的超高真空系统(高压)组成的准备室,连接到一个Pelletron加速器,和一个静电光谱仪(25]散射离子的能量分析。在室温的情况下(RT)和低温沉积(LT)有限公司2兆电子伏N⁺离子的入射角度2°到样品表面的散射角和37.5°用于HRBS分析。谱仪的能量分辨率设置4 1 keV在这种情况下,对应于深度分辨率在0.5 Si和有限公司在两种情况下(surfactant-mediated沉积和RT沉积大量的有限公司42)兆电子伏他⁺离子被用于分析入射角度为7.5°和4.5°,分别,但同样的散射角37.5°。根据这一散射角下面所有分析实验实际上是“向前散射实验”,但从正向和反向散射原理都是卢瑟福散射。因为卢瑟福背散射谱(苏格兰皇家银行)是更好的技术,我们将称之为HRBS在以下。我们也要注意,为了减少由于离子束辐射损伤的影响,一个新的梁的硅晶片用于每个测量。控制光谱拍摄于同一地点估计辐射损伤的影响和潜在的混合,但在统计错误没有影响。

的沉积实验化学清洗n-Si(100)与电阻率的4到10Ω厘米(P掺杂)被闪电而被进一步清洁用于特高压加热在950°C。从这个样本温度缓慢冷却RT或−60°C,根据实验的要求。这些气温保持在公司沉积在HRBS测量。如果样品的表面清洁验证了HRBS测量(敏感性5%左右)。公司与4 N纯度蒸发的积液细胞0.05毫升/分钟的速度(1毫升= 6.87×10¹⁴原子/厘米²=数密度的Si(100)层)。使用前积液细胞是可以排除;没有发现C或O污染物在蒸发。蒸发率是由HRBS校准的精度约为5%。如前所述,每个HRBS频谱拍摄于一个新的位置(尺寸~1毫米²)以减少辐射损伤的影响。surfactant-mediated增长有限的情况下,1毫升的某人的蒸发沉积之前有限的单层某人应该浮在表面的沉积,以这种方式防止Si的向外扩散。

2.3。结果与讨论

数据2(一)和2(c)显示HRBS光谱有限公司在Si(100)沉积中少量的公司(少于3毫升)的衬底温度20°c和−60°c,分别。此外,公司深度资料数据所示2(b)和2(d)所获得的光谱模拟计算机代码残余的光谱(26]。在这些模拟Si样本分为层的Si(每个6.87×10¹⁴原子/厘米²在每一层厚)和Co浓度调整到一个最佳的适合模拟和HRBS频谱之间。从光谱是显而易见的,原子扩散到Si样本从一开始就沉积在沉积的气温——将大深度温度越高。进一步看,公司的一个浓缩是在最上层的层是第一个硅层20°C(0层图2(b))和第一个吸附层−60°C(+ 1层图2(d))。此外,沉积在RT导致地下浓缩的发展有限公司(约2 - 3硅层表面以下,见图2(a))。这类似于结果对地下Au-enriched阶段液体AuSi合金(27]。等这些系统配置稳定的自由能最小化,本质上是由原子组成的绑定和表面的能量,和混合熵。在固体应变能进入除了。在较低的温度下,观察不同深度剖面。它由一个扩散,通过振荡(图覆盖2(c))。每秒钟振动是由于这一事实如果层枯竭。这类似于模型的扩散微观结构镍常在Si(100)和厄斯金28)和金属原子的分布在铜等金属合金₃非盟(29日接近地表。也观察到类似的行为发展的铁在Si(100)以非常低的覆盖率在室温下(30.]。再这样的配置是稳定的吉布斯自由能最小化,由原子组成的绑定,应变和地表能量,混合熵。

与越来越多的沉积(见图3和4),第一个各种类型的部分也化学计量硅化物出现在表面,直到最后,层的纯公司成长的。然而,巨大的差异也观察到纯粹的爆发增长有限层硅化物的组成和分布。他们似乎强烈依赖于生长条件,也就是说,经济增长在RT, LT,或与某人作为表面活性剂。而对于公司沉积在RT的形成这样一个纯层有限公司第一次看到金额约23毫升的沉积(图3),它已经观察到大量的LT(图6毫升的有限公司3)和surfactant-mediated沉积(图3毫升的有限公司4)。关于硅化物的形成,在RT沉积近化学计量CoSi(低于6毫升:有限公司_0.6如果_0.46毫升以上:有限公司_0.5如果_0.5)形式生长厚和厚(数据的接口3和4)。只有在大量的沉积也其他阶段形成Si散装和CoSi之间的过渡,在表面和CoSi有限公司:CoSi Si-CoSi接口₂例如阶段转向表面有限公司₂如果阶段。这是不同的LT和surfactant-mediated沉积。在LT沉积有限公司_0.5如果_0.5阶段在接口形式,其次是低浓度的尾巴对Si散装(图的有限公司3)。它是类似于surfactant-mediated沉积的情况下。这里的“公司尾”由一层10毫升的阿₂在接口,另一个7毫升的阿₄如果散装(图4)。这个接口结构稳定19岁毫升的沉积Co和保持这样的最高金额有限公司存入这个调查,也就是说,38毫升。有趣的是,表面活性剂某人,正如所料,在样品的表面沉积(见图4(b))。只有在大量的沉积有限公司某人和发生的一些混合。

在图5最后,Co和Si深度概要文件的最厚的沉积了一层有限公司作为从臀部获得模拟比较了三种不同的沉积条件。正如上面已经说明的,Co-Si接口的结构表现出明显的差异。为公司沉积RT(23毫升,图5 (c))层广泛的有限公司_0.5如果_0.5(18.8)是阿大的两层之间形成过渡层₂(2.2)和有限公司₂Si (3.75)。只有很薄的一层纯Co。对沉积在LT(5.93毫升,图5 (b))也在这种情况下薄层的有限公司_0.5如果_0.5存在于界面上薄薄的一层纯Co。(薄的这一层是由于少量的存款有限公司这肯定会种植大量的Co .)但是这里长尾不同low-Co硅化物浓度观察对Si散装。low-Co surfactant-mediated沉积类似尾巴的硅化物浓度发现,但在这种情况下它由,正如上面说的,两个定义良好的硅化物与化学计量组成:10毫升的阿₂和7毫升的阿₄。的有限公司_0.5如果_0.5阶段,在其他情况下,不可能被发现。

应该注意的是,在所有情况下平面维护期间沉积。没有观察到粗化;它应该出现在四舍五入的高能边缘HRBS光谱(31日在所有情况下]这是缺席的。在大量的沉积公司甚至一层出现增长。这也许是最明显的HRBS光谱Sb-mediated增长RT从图4(b)。在这里,高能Si边缘变化几乎与增加沉积,由于均匀有限公司电影建立在上面。没有找到Si表面;只有公司的电影越来越浓。这是一个明确的指示某人做表面活性剂正确:由于其低表面能某人抑制硅表面的隔离,显然也额外的硅化物在界面的形成。这是不同的公司没有某人的RT沉积表面活性剂。这里从一开始就不断CoSi-like阶段形成,直到大量的沉积有限公司(约16毫升)第一有限公司₂如果最后阶段(大约23毫升Co)纯Co开始成长的电影。但是这里也没有如果隔离在表面形成一层纯硅。这肯定会是可见的Si HRBS频谱图4(一个)。这些观察对比的结果一定程度上最近的一篇论文Pronin et al。32]。作者研究了RT沉积有限公司在Si(100)通过高分辨率光电子能谱和其他一些技术在一个彻底的调查。作者声称如果表层的隔离,此外,一层纯公司的增长,从一个公司的报道约0.7纳米。同时发现似乎并没有同意我们的观察。这将是有趣的解决这个谜题,找到一个解决方案既满足调查。

我们终于要注意,存在钴的表面能量光谱的差异在不同的面板。他们将略有不同入射离子束的能量,因为实验进行不同的天。

3所示。Co-Si(100)分别以隧道势垒的界面

3.1。介绍

从显示的结果是显而易见的,例如,在部分2Co-Si(100)接口是不锋利,突然之间的过渡Co和Si但显示扩散Co和Si与硅化自发形成的界面在室温下(16,20.),甚至低于室温(17]。这种结构性障碍在接口将会大幅减少的自旋极化率的接口,因此,自旋注入效率(15]。另一方面,隧道铁磁体和半导体之间的壁垒已经被证明是高质量spin-selective壁垒在砷化镓原型系统(33,34),最近在Si (1,10- - - - - -12,35- - - - - -37]。使用隧道结硅主要有两个优点:(i)之间形成一种化学屏障调频和Si和(2)它有一个好的spin-selective隧道阻力。当一个半岛₂O₃隧道使用接触(1,10- - - - - -12,35,36),可以达到的最大自旋注入可能受到的散射和去极化自旋极化的航空公司由于其非晶特性。增加了自旋极化的另一种方法是使用一个水晶采用隧道势垒。(有一个大的电子自旋极化率~50%)是通过使用钴铁/隧道采用喷射器领导结构(砷化镓34]。

在目前的研究中氧化镁(分别)被选为隧道结在Si有几个原因。(i)是化学惰性和热稳定,因此,导致大幅接口与Si和铁磁金属,(ii)分别有一个宽的带隙(7.3 eV),确保一个大乐队抵消与Si最小化泄漏电流,和(3)水晶属性将促进相干自旋极化电子的隧道。分别是一个高度绝缘与氯化钠晶体结构。的晶格常数分别是4.211,而如果是5.431,暗示直接−22.5%的晶格失配,但是附近有一个相称的匹配与Si 4: 3比例的晶格常数(四个分别以三个Si晶格常数)。叉等人首次报道的外延生长厚分别以电影由脉冲激光沉积(Si (100)38]。界面如果被发现是不适应的,但突然从中学阶段或相互扩散和自由。也是一个超薄的情况下分别以电影在Si(100),该接口将不相称的早期阶段的增长由于存在大量晶格不匹配。的极小化缺陷密度在超薄分别以薄膜的外延生长Si(100)可以是一个真正的挑战。

为实现高隧道magneto-resistive效果,超薄采用障碍在Si应该满足一定的重要问题。首先,隧道结应该针孔自由:低阻隧道结的要求将势垒厚度降低长度尺度,使障碍小孔真实和重要的问题。的相对贡献两个传导channels-elastic隧道通过绝缘垫片和弹道自旋极化运输也穿过狭窄的针孔空头可以改变磁阻的响应(39]。其次,热稳定性薄的铁磁金属超导隧道结很重要,由于兼容性问题与现有的互补金属氧化物半导体CMOS过程,也就是说,生产磁性随机存取记忆和传感器应用在高温操作可能是重要的。磁隧道结的热稳定性是相当大的兴趣,因为他们的表现已经证明可以提高退火(40]。第三个重要的问题是此类隧道的resistance-area产品优化的障碍。Fert和于jaf合理价值的计算显示,磁阻(MR)只能获得在FM /我/ Si / /调频结构如果resistance-area (RA)两个FM /我/ Si接触的产品都是在一个相对狭窄的区间41]。

节3的生长和表征超薄分别以电影探索在Si(100)活性分子束外延。其接口与Si衬底和铁磁金属已经被研究了原位HRBS和非原位HR-TEM。超薄的热稳定性有限公司(Fe)电影等分别以隧道壁垒已经被热退火和验证原位HRBS测量。隧道的裁剪resistance-area产品问题解决了接触势垒厚度缩小到事实上政权,通过其他方式,通过生产氧气不足隧道壁垒。

3.2。实验

平衡热力学数据表明,采用稳定对界面的形成与硅化合物。但在活性分子束外延的情况下,金属镁作为阳离子来源以及(一种氧化的背景来源)O₂气体动力学的局限性可能取代平衡考虑。可能加重效应(i)底物氧化起始之前电影增长和(2)硅化镁形成的界面。这些影响在生长条件对应于两个极端,需要更好地理解它们的相对重要性。因此重要的是要找到一个合适的增长机制,至少在一定程度上克服这些影响。在样品制备,已采取预防措施,以避免上述影响特定的增长过程。第0.5毫升的毫克蒸发在清洗Si(100)预计占据洞穴遗址(见图1)在硅(100)表面没有形成硅化物(42- - - - - -44然后氧气涌入室。以这种方式,硅化形成的氧化硅可以避免。化学计量的发展分别以电影被蒸发然后继续毫克1毫升/分钟的速度1×10的氧气压力⁻⁷mbar。上面的这些电影分别以薄膜有限公司(3毫升)或铁(4毫升)被蒸发沉积克努森容器在某些情况下。

原子详细地描述这些超薄隧道采用障碍了原位HRBS使用。测量进行了一节中描述的一样2。2。2兆电子伏N⁺离子的入射角10°到样品表面的散射角37.5°被用于分析,如果没有规定。n型硅(100)和样品电阻率的4到10Ω-cm (P掺杂)在特高压清洗flash加热在1050°C。如果样品的表面清洁被HRBS测量验证。使用前积液细胞是可以排除;没有发现C或O污染物在蒸发。蒸发,蒸发率的金属镁、Co和铁,被HRBS校准的精度约为5%。除了HR-TEM测量进行了揭示的结构采用隧道结及其接口。

3.3。结果与讨论

3.3.1。如果采用隧道结

图6(一)显示了Si的HRBS光谱样本之前和之后的蒸发18毫升的分别。的高能边缘清洁如果样本是1620 kev。采用层Si表面蒸发后的边缘几乎平行转移到低能量(1600 keV),除了轻微的扭结在大约2/3的光谱高度(见下面)。两座山峰,观察到如果背景光谱在1560 keV和1350 keV,是由于毫克,在种植和O采用薄膜硅衬底,分别。频谱是由程序模拟残余(26),为了获得更详细的信息关于采用膜的厚度和成分,及其与Si的界面结构。在这些模拟样本分为子层薄薄的1×10的厚度¹⁵原子/厘米²。每个子层的成分不同,HRBS光谱计算假定Mg和O浓度和深度分布在良好的协议与实验数据。根据这些结果分别以种植膜平均厚度约18.3毫升,具有或多或少的尖锐界面与Si(1毫升)的不确定性,和展览组成毫克_0.5O_0.5,除了表面上很薄的一层(2毫升)组成毫克_0.3O_0.7,展示一个O盈余(大约1毫升)完成。这增加了表层的内容在氧气中可见光谱图6(一)可能是由于这样的事实,一些残余氧气的制备室后关闭氧气瓶等分别以膜的表面。

高能Si边缘的几乎平行转移给了强有力的证据表明,采用层在厚度非常均匀,没有过度的岛的形成发生。残余的模拟,采用薄膜的厚度波动仅发现2毫升(事实上如果斜率的轻微的扭结上面提到的表明,大约1/3的分别以层的厚度19毫升和2/3的厚度18毫升)。是指出,在岛的过度增长的存在如果高能边缘不会这样类似的方式的转变。此外,几乎梯形形状的Mg和O的部分光谱表明一个非常均匀采用层;在这里,岛的增长会导致更多的三角形。从残余的对比仿真MgO-Si接口被发现非常尖锐,因此排除Mg-silicide扩展阶段的形成或强氧化硅表面。

一般来说,针孔的存在在超薄的电影是一个真正的和严重的问题39]。为了进一步验证的非常积极的属性采用屏障,HR-TEM进行了研究。图6 (b)显示了一个HR-TEM显微图有限公司/分别以(18毫升)/ Si(100)异质结构。图片展示了一个良好的形态,而光滑,平层。采用层晶体结构和界面与Si非常锋利。结果确认好的同质性的电影来自HRBS结果。TEM照片来自电影的各个部分(这里没有显示)表明,该采用电影没有针孔。

3.3.2。增长的铁磁金属采用隧道势垒

薄层铁磁金属有限公司和铁的种植在这些隧道采用障碍。层的特征原位由HRBS 2兆电子伏N⁺离子的入射角8°2伏,他⁺离子的入射角3°Co和铁样品表面的情况下,分别。这两种情况下的散射角为37.5°。HRBS光谱能量边缘的Co和菲图所示7(一)和7 (b)分别对各种薄膜厚度。从一开始增长的公司和Fe(0.05毫升),台湾经济增长是显而易见的,因为存在的长尾HRBS峰向低能量。这是很容易被理解,因为不同的表面自由的能量分别以(1.1 J / m²)和公司或铁(~2.9 J /米²另一方面。所以逐层生长不赞成采用铁磁金属。为了获得详细信息的增长,3毫升的HRBS光谱有限公司和4毫升铁薄膜是由程序模拟残余的内置程序“模糊”,模拟一层厚度波动。最好能安装的数据假设纯铁磁金属的增长(公司、铁)电影的粗糙度~2毫升(标准差)。

3.3.3。铁磁薄膜的热稳定性采用隧道壁垒

的热稳定性MBE-grown ferromagnet-MgO超导隧道结在Si(100)研究了退火在450°C 15分钟和分析原位HRBS。HRBS光谱3毫升有限公司和4毫升Fe电影的蒸发等分别以隧道壁垒数据所示7 (c)和7 (d)做好准备和退火状态。从这些数字明显,Co和Fe配置文件不显示任何改变退火。这意味着他们是耐热450°C。轻微增加退火后的铁谱的最大计数率可能是由于这一事实铁薄膜退火后变得更加均匀。这些公司的热稳定性和Fe电影应该与公司的热行为和Fe电影纯Si(100)基板。在后一种情况下强烈的向内扩散的金属和out-diffusion Si观察导致明显形成硅化物(见部分2和[44,45])。没有观察到在目前的情况下这意味着障碍是稳定的扩散和不显示针眼更大的数量。

3.3.4。优化Resistance-Area产品

裁剪resistance-area产品问题的铁磁metal-MgO-Si结构解决了(我)按比例缩小的厚度分别以电影事实上政权,(2)生产隧道壁垒减少氧含量。这两个程序会导致隧道结电阻率降低。

(我)分别以隧道势垒厚度的降尺度
后动力降低resistance-area超导隧道结的产物,一个超薄采用隧道势垒厚度在事实上政权编造的。如下氧化物厚度却降低了1海里,会议的可靠性规范变得更具挑战性。

超薄的HRBS光谱和化学计量采用隧道结准备在Si(100)如图8之前和之后,采用的蒸发。采用蒸发后,Si表面边缘向低能量转移几乎平行,除了再次约1/3的轻微的扭结的高度如果频谱。这个扭结表明,大约2/3的薄膜的厚度8毫升,约1/3厚度7毫升。1560 keV和1350 keV的两座山峰又由于Mg和O采用薄膜,分别。增长分别以电影平均约7.7毫升厚厚度波动约1毫升,而锋利的接口和Si,展品Mg的组合_0.5O_0.5。(几乎平行)Si表面的边缘转向较低的能量是由于完全覆盖的Si表面采用层。MgO-Si接口被发现,而尖锐的模拟(1毫升)的不确定性,因此排除了硅化形成的一个扩展阶段或强氧化硅表面。

(2)氧气缺乏隧道结
在另一个一步裁缝的电阻分别以隧道结,氧气不足隧道结。在制备活性分子束外延,首先几层的化学计量采用种植,然后向表面O含量降低。这样一个缺氧的隧道结有两个优点:(1)它会表现出较低的阻力;(2)它不会氧化铁磁性金属蒸发。的缺氧的采用障碍再次为特征原位HRBS和非原位HRTEM得到深入的信息组成,厚度、界面质量和结构。

图9(一个)显示了HRBS光谱的蒸发之前和之后分别在硅(100)表面清洁。分别以Si表面蒸发后边缘再次移向低能量几乎平行。有一些轻微偏离平行,也不能解决好,似乎表明一些厚度波动的电影(1 - 2毫升的顺序)。如果上的两座山峰观察背景,在1560 keV和1350 keV,将Mg和O采用薄膜生长,现在比的图显示一个不同的结构6(一)。根据残余仿真发展分别以电影平均23毫升厚。的组成分别是化学计量毫克_0.5O_0.5在接口,但氧气和富含镁的表面缺陷。此外,这可以直接从光谱。此外,几乎平行转变的高能边缘Si 23毫升分别提供强有力的证据_x层非常均匀厚度(如上所述的厚度波动1 - 2毫升),没有形成发生广泛的岛屿。MgO-Si界面残余模拟发现相当尖锐,因此排除任何扩展的形成硅化物相或强氧化硅的表面。

图9 (b)显示了高分辨率透射电镜显微摄影有限公司/分别_x/ Si(100)异质结构。图像显示了良好的形态和非常光滑,平层针孔和自由。这个结果与HRBS不错协议分析。但分别以电影在这种情况下是无定形结构。所以减少氧含量的增长分别以隧道结显然结束了一个非晶态结构。

4所示。总结

在本文的第一部分的准备和调查结果Co-Si(100)肖特基接口。肖特基接触,准备在三个方面:在室温下通过蒸发(RT)−60°C (LT),在RT与某人作为表面活性剂。他们的结构原位研究了高分辨率的苏格兰皇家银行(HRBS)。在所有情况下有限扩散到Si衬底从一开始,但程度较轻,LT和与某人作为表面活性剂。少量沉积有限公司(少于1.3毫升)有限公司观察到的地下浓缩RT沉积,但在LT沉积一种扩散概要文件覆盖振荡。这些振荡是由于公司在每秒钟硅层的抑制。

在大量的沉积,形成各种类型的硅化物是观察。但存在巨大差异,这取决于沉积技术。对化学计量CoSi RT沉积形成的界面。与沉积的厚度不断增加,直到最后(约24 ML Co)的表面形成金属有限公司。只有非常薄层的硅化物两边的CoSi层生长。LT沉积已经大约6毫升的表面沉积金属有限公司有限公司成长。是分开的Si大部分由一层薄薄的CoSi和随后的尾巴各种low-Co硅化物的内容。Sb-mediated沉积已经在3毫升的表面沉积金属有限公司有限公司成长。也在这种情况下,一个长尾组成各种low-Co硅化物延伸向Si大部分内容,但是没有化学计量CoSi形成。正如预期的那样,某人表面活性剂漂浮在表面的大部分时间。 Only for large amounts of deposited Co some mixing occurs.

在第二部分的制造和表征超薄水晶采用隧道壁垒在Si(100)和所需的一些重要性质隧道壁垒Si已经解决。超薄化学计量采用隧道壁垒准备在Si(100)发现活性分子束外延非常均匀,没有针孔,晶体结构,大幅Si(100)衬底的界面。Co和铁等分别以隧道势垒有冷云增长与表面粗糙,但很稳定到450°C,它是重要的集成到集成电路。为了减少隧道的阻力障碍,我们有捏造事实上薄隧道壁垒和缺氧的隧道壁垒。事实上厚度超薄隧道障碍可能是准备用一把锋利的Si衬底的界面~2毫升粗糙度。缺氧的隧道障碍是无定形的,还用一把锋利的接口与Si(100)和相当均匀。这些铁磁体/分别以/ Si(100)为自旋注入Si系统是有前途的。

确认

作者要感谢m·贝克特尔博士f·菲利普博士。Szőkefalvi-Nagy MPI(原MPI MF),和Alaka Tripathy这种合作。