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Growth of $$beta$$-FeSi$$_2$$ thin films on $$beta$$-FeSi$$_2$$ (110) substrates by molecular beam epitaxy

MBE法による${it $beta$}$-FeSi$$_2$$基板への${it $beta$}$-FeSi$$_2$$薄膜の成長

室賀 政崇*; 鈴木 弘和*; 鵜殿 治彦*; 菊間 勲*; Zhuravlev, A. V.; 山口 憲司; 山本 博之; 寺井 隆幸*

Muroga, Masataka*; Suzuki, Hirokazu*; Udono, Haruhiko*; Kikuma, Isao*; Zhuravlev, A. V.; Yamaguchi, Kenji; Yamamoto, Hiroyuki; Terai, Takayuki*

${it $beta$}$-FeSi$$_2$$はSiをベースとする光エレクトロニクス用材料として注目を集めている。Si基板上への${it $beta$}$-FeSi$$_2$$薄膜のヘテロ成長に関する研究は多いが、これを${it $beta$}$-FeSi$$_2$$の単結晶基板上に成長させた例はほとんど報告がない。われわれは最近Ga溶媒を用いた溶液成長法により大きなファセット面を有する${it $beta$}$-FeSi$$_2$$の単結晶試料を得ることに成功している。本研究ではこうして得られた単結晶試料を基板に用い、さらにそのうえに${it $beta$}$-FeSi$$_2$$薄膜をMBE(分子線エピタキシー)法によりエピタキシャル成長させることを試みた。実験では、平滑な面を得るために、${it $beta$}$-FeSi$$_2$$(110)の単結晶試料をHF(50%)-HNO$$_3$$(60%)-H$$_2$$O溶液中でエッチングを行った。溶液成長直後の粗い表面がエッチングにより平滑になる様子はAFM(原子間力顕微鏡)像で確認できた。また、薄膜成長前後で表面をRHEED(高速反射電子回折)により観測した結果、ストリークの間隔が変化していないことから${it $beta$}$-FeSi$$_2$$薄膜が${it $beta$}$-FeSi$$_2$$(110)基板上でエピタキシャル成長していることを明らかにした。

Semiconducting ${it $beta$}$-FeSi$$_2$$ has received much attention as a material for Si-based optoelectronic devices. There are a number of studies on heteroepitaxy of ${it $beta$}$-FeSi$$_2$$ film on Si. However, growth experiments of ${it $beta$}$-FeSi$$_2$$ film on single crystalline ${it $beta$}$-FeSi$$_2$$ substrate have not been investigated yet. Recently, single crystalline ${it $beta$}$-FeSi$$_2$$ with large growth facets by solution growth method using Ga solvent. By obtaining a smooth surface on the substrate, we have succeeded in growing ${it $beta$}$-FeSi$$_2$$ film on ${it $beta$}$-FeSi$$_2$$(110) substrate using molecular-beam epitaxy.

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パーセンタイル:63.97

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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