Axial orientation of molecular-beam-epitaxy-grown FeSi/Ge hybrid structures and its degradation

分子線エピタキシャル成長によって作製したFeSi/Geハイブリッド構造の軸配向性とその劣化

前田 佳均; 上西 隆文*; 鳴海 一雅; 安藤 裕一郎*; 上田 公二*; 熊野 守*; 佐道 泰造*; 宮尾 正信*

Maeda, Yoshihito; Jonishi, Takafumi*; Narumi, Kazumasa; Ando, Yuichiro*; Ueda, Koji*; Kumano, Mamoru*; Sado, Taizo*; Miyao, Masanobu*

分子線エピタキシャル(MBE)成長させたFeSi(111)/Ge(111)ハイブリッド構造の軸配向性をラザフォード後方散乱法によって調べた。300Cより高い温度でのMBE成長においては、Fe原子とGe原子の相互拡散によって組成が変化し、FeSi中にFeGeがエピタキシャル成長することを確認した。また、低温(200C)でのMBE成長では、軸配向性に優れ(=2.2%)、十分に規則正しいDO3構造を持ったFeSiが得られた。化学量論的組成からずれたFeSiについては、400Cより高い温度でのポストアニールにより、組成の変化と軸配向性の劣化が起こった。本論文では、併せてFeSi(111)/Ge(111)ハイブリッド構造の熱的安定性と界面の質に対する化学量論組成の重要性を議論する。

The axial orientation of molecular-beam-epitaxy (MBE)-grown FeSi(111)/Ge(111) hybrid structures was investigated by Rutherford backscattering spectroscopy. We confirmed that during MBE above 300C, the interdiffusion of Fe and Ge atoms results in a composition change and the epitaxial growth of FeGe in FeSi. Low-temperature (200 C) MBE can realize fully ordered DO-FeSi with highly axial orientation [minimum yield ()=2.2%]. Postannealing above 400 C results in a composition change and the degradation of axial orientation in the off-stoichiometric FeSi. The significance of stoichiometry with regard to thermal stability and the interfacial quality of FeSi(111)/Ge(111) hybrid structures was also discussed.