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Si衬底上生长的铁硅化合物结构和取向分析
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:Acta Physico - Chimica Sinica
  • 时间:2014
  • 页码:1370-1376
  • 分类:O647[理学—物理化学;理学—化学] TN16[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]上海交通大学分析测试中心,上海200240, [2]上海交通大学微纳科学技术研究院,上海200240
  • 相关基金:国家自然科学基金(61176017)和上海市教育委员会科研创新项目(12ZZ025)资助
  • 相关项目:铁磁性MnSi有序超薄膜在Si基底上的外延生长及其掺杂特性研究
中文摘要:

采用分子束外延法分别在650-920℃的Si(110)和920℃的Si(111)衬底表面生长出铁的硅化物纳米结构,并主要分析了920℃高温下纳米结构的形貌、组成相及其与Si衬底的取向关系.扫描隧道显微镜(STM)研究表明,920℃高温下, Si(110)衬底上生长的铁硅化合物完全以纳米线的形式存在,且其尺寸远大于650℃低温下外延生长的纳米线尺寸;Si(111)衬底上生长出三维岛和薄膜两种形貌的铁硅化合物,其中三维岛具有金属特性且直径约300 nm、高约155 nm,薄膜厚度约2 nm.电子背散射衍射研究表明920℃高温下Si(110)衬底上生长的纳米线仅以β-FeSi2的形式存在,且β-FeSi2相与衬底之间存在唯一的取向关系:β-FeSi2(101)//Si(111);β-FeSi2[010]//Si[110];Si(111)衬底上生长的三维岛由六方晶系的Fe2Si相组成, Fe2Si属于164空间群,晶胞常数为a=0.405 nm, c=0.509 nm;与衬底之间的取向关系为Fe2Si(001)∥Si(111)和Fe2Si[120]//Si [112].

英文摘要:

Iron silicides were grown on Si(110) and Si(111) substrates by the molecular beam epitaxy method at 650-920 ℃ and 920 ℃, respectively. Scanning tunneling microscopy observation showed that only nanowires (NWs) formed on Si(110), and the dimensions of the NWs increased with increasing growth temperature. The sizes of the NWs grown at 920 ℃ reached~80 nm high,-250 nm wide, and severalμm long, and were much larger than NWs grown at 650 ℃, indicating that high temperature was favorable for NW growth. Electron backscatter diffraction characterization identified that the crystal structure of the NWs grown at 920 ℃ wasβ-FeSi2 with a single orientation ofβ-FeSi2(101)//Si(11 1)),β-FeSi2[010]//Si[110]. Iron silicides grown on Si(111) at 920 ℃ formed three-dimensional (3D) islands and ultra-thin films. The 3D islands were identified as the Fe2Si phase with hexagonal crystal structure and space group 164, and the cellconstants at room temperature were a=0.405 nm and c=0.509 nm. The orientation relationship between the Fe2Si phase and the Si(111) substrate was Fe2Si(001)//Si(111), Fe2Si[1 20]//Si[112].

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781