In situ observation of Fe growth on GaAs(001) and InAs(001) by X-ray diffraction

X線回折によるGaAs(001)及びInAs(001)上のFe成長のその場観察

半導体と強磁性体のヘテロ構造はスピントロニクスデバイスへの応用が期待されている。特に、Fe/GaAs(001)及びFe/InAs(001)ヘテロ構造は、それぞれ1.4, 5.4%という小さいミスフィットでなおかつ、それぞれの基板上にFe単結晶のエピタキシャル成長が可能なため、広く研究されている。いずれの基板についても、Fe膜の形成過程やFe膜と基板との界面構造の詳細はまだはっきりとしていない。そこで、本研究では放射光を用いてMBE成長中におけるFe/GaAs(001)及びFe/InAs(001)の各Fe成長量での面内逆格子マップ測定を行った。InAs(001)では6 MLで引張り歪を受けたFe 020回折が現れた一方、GaAs(001)上では既に格子歪が緩和したFe 020回折がFe $_{3}$ Ga $_{2-x}$ As $_{x}$ 2回折を伴って4MLで現れた。これは、基板とFeとの界面に形成されたFe $_{3}$ Ga $_{2-x}$ As $_{x}$ がFe膜の歪緩和を促進していることを示唆している。

In this work, we evaluated Fe films on GaAs(001) and InAs(001) by in-situ X-ray diffraction measurements with increasing Fe thickness. While the Fe film on InAs(001) was strained even at 30 ML, Fe on GaAs(001) was already relaxed at 4 ML with Fe $_{3}$ Ga $_{2-x}$ As $_{x}$ 2 diffraction. While the increase of Fe $_{3}$ Ga $_{2-x}$ As $_{x}$ 2 intensity shows down at 12 ML, The intensity of Fe 020 increasingly rises. These results suggest that interfacial Fe $_{3}$ Ga $_{2-x}$ As $_{x}$ 22 on GaAs(001) facilitate the strain relief of Fe/GaAs(001).

使用言語	:	English
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発表会議名	:	2010 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2010)
開催年月	:	2010/09
開催都市	:	Tokyo
開催国	:	Japan
キーワード	:	no keyword

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登録番号 : BB20101853
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