Детальная информация
| Название | Импульсное лазерное осаждение монокристаллических пленок сплава Гейслера СoFeMnSi на подложке MgO = Single-Crystalline CoFeMnSi Heusler alloy thin films as prepared by pulsed laser deposition on MgO substrate // Известия высших учебных заведений. Электроника. – 2024. – Т. 29, № 6. — С. 703-714 |
|---|---|
| Авторы | Верюжский И. В. ; Приходько А. С. ; Усков Ф. А. ; Григорашвили Ю. Е. ; Боргардт Н. И. |
| Выходные сведения | 2024 |
| Коллекция | Общая коллекция |
| Тематика | Физика ; Физика твердого тела. Кристаллография в целом ; монокристаллические пленки ; лазерное осаждение пленок ; импульсное осаждение пленок ; сплав Гейслера ; Гейслера сплав ; бесщелевые полупроводники ; спинтроника ; monocrystalline films ; laser film deposition ; pulsed film deposition ; Geisler alloy ; alloy Geisler ; gapless semiconductors ; spintronics |
| УДК | 539.2 |
| ББК | 22.37 |
| Тип документа | Статья, доклад |
| Язык | Русский |
| DOI | 10.24151/1561-5405-2024-29-6-703-714 |
| Права доступа | Доступ по паролю из сети Интернет (чтение) |
| Ключ записи | RU\SPSTU\edoc\74916 |
| Дата создания записи | 23.12.2024 |
Для создания современных устройств спинтроники представляют интерес гетероструктуры на основе спинового бесщелевого полупроводника CoFeMnSi. Характеристики таких устройств определяются структурными и магнитными свойствами слоя CoFeMnSi. В настоящее время актуальной задачей является разработка технологии изготовления бездефектных тонкопленочных слоев CoFeMnSi. В работе рассмотрены тонкие монокристаллические пленки CoFeMnSi, выращенные на поверхности подложки MgO(100) методом импульсного лазерного осаждения. Проведена оптимизация технологических параметров изготовления пленок CoFeMnSi. Показано, что путем выбора оптимальных значений температуры подложки MgO(100), расстояния мишень - подложка, энергии и частоты генерации импульсного лазерного излучения могут быть изготовлены пленки CoFeMnSi в островковом или послойно-островковом режимах роста. Установлено, что для выращивания пленок CoFeMnSi в послойном режиме необходимо введение двухминутных пауз при формировании каждого нового слоя пленки, применение которых позволило вырастить атомарно гладкие монокристаллические пленки CoFeMnSi толщиной до 20 нм. Электронно-микроскопические исследования и дифракционный анализ образцов поперечного сечения выращенных на подложке пленок продемонстрировали, что они имеют совершенную кубическую кристаллическую структуру. Положение рефлексов на дифракционной картине указывает на то, что кубические элементарные ячейки пленки CoFeMnSi (пространственная группа ) и кристалла MgO(100) повернуты относительно друг друга на угол 45 градусов вокруг направления MgO[001], при этом обеспечивается их согласование по плоскостям CoFeMnSi(202) и MgO(020). Полученные результаты работы могут быть использованы для изготовления многослойных гетероструктур и приборов на их основе.
Heterostructures based on spin-gapless semiconductor CoFeMnSi are of significant interest for developing modern spintronic devices. The characteristics of such devices are determined by the structural and magnetic properties of the CoFeMnSi layer. The development of technology for manufacturing defect-free thin film layers of CoFeMnSi is currently relevant. In this work, the thin single-crystal CoFeMnSi films grown by pulsed laser deposition on the surface of the MgO(100) substrate are considered. The technological parameters for the production of CoFeMnSi films are optimized. It was shown that by selecting the optimal values of the MgO(100) substrate temperature, the target - substrate distance, the energy and frequency of pulsed laser radiation, CoFeMnSi films can be produced in island or layer-by-island growth modes. It has been established that for growing CoFeMnSi films in a layer-by-layer mode, it is necessary to introduce 2-minute pauses during the formation of each new film layer, the use of which has made it possible to grow atomically smooth single-crystal CoFeMnSi films up to 20 nm thick. Electron microscopic studies and diffraction analysis of cross-sectional samples of films grown on a substrate have demonstrated that they have a perfect cubic crystalline structure. The position of reflections in the diffraction pattern indicates that the cubic unit cells of the CoFeMnSi film (space group ) and of MgO(100) crystal are rotated relative to each other by an angle of 45 degrees around the direction of MgO[001], while ensuring their alignment along the CoFeMnSi(202) and MgO(020) planes. The obtained results of the work can be used for the manufacture of multilayer heterostructures and devices based on them.
