The intercalation of iron under a graphene monolayer grown on 4 H -SiC(0001) is studied. The experiments have been carried out in situ under conditions of ultrahigh vacuum by low-energy electron diffraction, high-energy-resolution photoelectron spectroscopy using synchrotron radiation, and near carbon K -edge X-ray absorption spectroscopy. The deposited iron film thicknesses have been varied within 0.1–2 nm and the sample temperatures from room temperature to 700°C. It is shown that the intercalation process begins at temperatures higher than ~350°C. In this case, it is found that intercalated iron atoms are localized not only between graphene and a buffer layer coating SiC, but also under the buffer layer itself. The optimal conditions of the intercalation are realized in the range 400–500°C, because, at higher temperatures, the system becomes unstable due to the chemical interaction of the intercalated iron with silicon carbide. The inertness of the intercalated films to action of oxygen is demonstrated.

Исследован процесс формирования тонких пленок силицидов железа под графеном, выращенным на поверхности карбида кремния, путем последовательного интеркалирования графена атомами железа и кремния. Эксперименты проводились in situ в условиях сверхвысокого вакуума. Элементный состав и химическое состояние поверхности образцов, а также их атомная структура контролировались с помощью фотоэлектронной спектроскопии высокого энергетического разрешения с использованием синхротронного излучения и дифракции медленных электронов. Толщина нанесенных слоев железа и кремния варьировалась в диапазоне 0.1-2 nm, а температура отжига образцов изменялась от комнатной до 600oС. Показано, что интеркалирование системы графен/Fe/SiC кремнием приводит к образованию слоя твердого раствора Fe-Si, покрытого поверхностным силицидом Fe3Si. Полученные пленки надежно защищены графеном от воздействия окружающей среды, что открывает возможности для их практического применения. Ключевые слова: графен на карбиде кремния, железо, интеркалирование, силициды, фотоэлектронная спектроскопия.