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

MBE法による-FeSi基板への-FeSi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*

-FeSi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-FeSi薄膜のヘテロ成長に関する研究は多いが、これを-FeSi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-FeSi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-FeSi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、-FeSi(110)の単結晶試料をHF(50%)-HNO(60%)-HO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-FeSi薄膜が-FeSi(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 -FeSi has received much attention as a material for Si-based optoelectronic devices. There are a number of studies on heteroepitaxy of -FeSi film on Si. However, growth experiments of -FeSi film on single crystalline -FeSi substrate have not been investigated yet. Recently, single crystalline -FeSi with large growth facets by solution growth method using Ga solvent. By obtaining a smooth surface on the substrate, we have succeeded in growing -FeSi film on -FeSi(110) substrate using molecular-beam epitaxy.