Исследование структуры ультратонких поликристаллических пленок Fe, выращенных на поверхности SiO-=SUB=-2-=/SUB=-/Si(001)

Abstract

Методом дифракции быстрых электронов (ДБЭ) исследована структура поликристаллических пленок Fe, выращенных на окисленной поверхности Si (001) • C) приводит к увеличению размера зерен. Структурный анализ показывает, что в отличие от пленок с (110)-текстурой, выращенных при комнатной температуре [1,4], высокотемпературные пленки Fe име-ют (100) текстуру [3,5]. Ось текстуры в обоих случаях располагается вдоль нормали к поверхности. В большин-стве случаев исследование магнитных и структурных свойств проводились для довольно толстых пленок Fe, толщиной в несколько десятков нанометров. Для анализа структуры пленок Fe, как правило, использовался метод рентгеновской дифракции (XRD). Согласно распростра-ненной геометрии измерения (Bragg−Brentano) для это-го метода, вектор рассеяния располагается нормально к поверхности. В этом случае пики на рентгеновском спек-тре возникают при пересечении сферой Эвальда только тех узлов обратной решетки, которые располагаются на нормали к поверхности. В случае идеальной текстуры, когда, например, ось [110] (или [100]) кубической ре-шетки зерен Fe располагается преимущественно вдоль нормали к поверхности, наиболее интенсивным на рент-геновском спектре является пик (110) (или 200). С дру-гой стороны, измерения интенсивности в зависимости от полярного угла гониометра (ϕ) при фиксированном брэгговском угле ( hkl ) для дифракционного пика (hkl) позволило показать, что (111) текстура является доми-нирующей в тонких пленках железа [6].Таким образом, представляет интерес исследование начальной стадии роста, с точки зрения возможности определения оптимальных условий синтеза пленок Fe с теми или иными магнитными и электрическими свой-ствами. В работах [5,7,8] показано, что метод ДБЭ на отражение является мощным инструментом для анализа текстуры пленки, позволяющим одновременно регистри-ровать на картине дифракции не только рефлексы, расположенные на нормали к поверхности, но и брэг-говские отражения от других систем плоскостей. Это достигается за счет малого угла падения электронного пучка к поверхности и дифракции электронов на просвет через зерна и шероховатость поверхности нанометровых размеров. Целью настоящей работы было исследование структуры ультратонких пленок железа толщиной в несколько нанометров с использованием метода ДБЭ на отражение. Экспериментальная частьЭксперименты проводились на сверхвысоковакуумной установке " Катунь", оснащенной системами дифракции 75