イオンチャネリングによるFeSi/Si(111)エピタキシャル界面の評価

Evaluation of interfaces of FeSi epitaxially grown on Si(111) with ion channeling

川久保 雄基*; 野口 雄也*; 平田 智昭*; 前田 佳均; 境 誠司; 鳴海 一雅

Kawakubo, Yuki*; Noguchi, Masaya*; Hirata, Tomoaki*; Maeda, Yoshihito; Sakai, Seiji; Narumi, Kazumasa

格子不整合+4%程度のFeSi(111)/Si(111)ヘテロ界面を作製しその構造乱れをイオンチャネリングで評価し、最新のスピン注入のデータと比較した。まず、化学量論性が結晶性に与える影響を調べるために化学量論組成のFeSiと非化学量論組成のFeSi薄膜をSi(111)面上にエピタキシャル成長させた。断面TEM観察によると、前者の界面では平坦で均一な成長が観察されたが、後者では部分的に非晶質状態が生成し、不均一な成長が界面から起こっていることがわかった。次に、Si111軸でのチャネリングディップ曲線からその最小収量と臨界角を求め、Barrett-Gemmell理論及びDebye理論を用いて原子変位を計算した。界面の状況に対応して後者の界面での原子変位は前者の界面の2倍程度になっていることが明らかにできた。安藤らは、このヘテロ界面を用いたPd/FeSi/Si, Pd/FeSi/Si試料の強磁性共鳴(FMR)を測定し、強磁性層からPdへのスピン注入によるFMRスペクトルのDC起電力を求めた結果、最も原子変位の少ないFeSi(111)/Si(111)ヘテロ界面から成長したFeSiからPdへのスピン注入では68mV程度の非常に大きな値を得ている。これは界面からFeSi薄膜が軸のそろった非常に均一な成長をしているため、膜全体で効率的なスピン輸送が起こるためであると説明されている。以上のことから、イオンチャネリングによるヘテロ界面の評価とスピン注入特性が一致していることを明らかにできた。

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