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論文

Low-temperature epitaxial growth of [Fe$$_{3}$$Si/SiGe]$$_{n}$$ (n = 1-2) multi-layered structures for spintronics application

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

ECS Transactions, 11(6), p.473 - 479, 2007/00

Ge基板上におけるFe$$_{3}$$Si層のエピタキシャル成長に関するわれわれの研究の最近の進展を報告する。低温(60$$sim$$200$$^{circ}$$C)で成長条件を最適化することにより、Ge基板上に原子レベルで平坦な界面を持つFe$$_{3}$$Si単結晶層が得られた。この積層構造は400$$^{circ}$$Cまでの熱処理プロセスでは劣化しないことを確認した。さらに、成長温度が400$$^{circ}$$Cのときには、Ge基板上にFe$$_{3}$$Si, FeGe, FeSiからなる混合層がエピタキシャル成長することを報告し、最後に、Fe$$_{3}$$Si/Ge/Fe$$_{3}$$Si/Ge積層構造のエピタキシャル成長を議論する。今回の結果は、SiGe関連スピントロニクスへの展開のための強力な手段となるであろう。

論文

Effect of Fe/Si ratio on epitaxial growth of Fe$$_{3}$$Si on Ge substrate

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

ECS Transactions, 11(6), p.481 - 485, 2007/00

Ge基板上でのFe$$_{3}$$Siの分子線エピタキシャル成長(MBE)に対するFe/Si組成比の効果を、広い範囲の成長温度(60$$sim$$300$$^{circ}$$C)で調べた。X線回折による観測結果より、Fe$$_{3}$$Si層は、Fe/Si組成比が化学量論比(Fe:Si=3:1)であっても非化学量論比(Fe:Si=4:1)であっても、成長温度が60$$sim$$200$$^{circ}$$CでGe(111)基板上にエピタキシャル成長することが明らかになった。ラザフォード後方散乱法による観測結果からは、Fe$$_{3}$$Si/Ge積層構造の界面における原子レベルのFeとGeのミキシングが、成長温度300$$^{circ}$$Cで始まることがわかった。組成比が化学量論比(Fe:Si=3:1)のときは、非化学量論比(Fe:Si=4:1)のときに比べてFe$$_{3}$$Siの結晶性が著しく向上し、このとき$$chi$$$$_{min}$$の値は広い成長温度範囲(60$$sim$$200$$^{circ}$$C)で小さくなった。透過型電子顕微鏡による観測の結果、成長温度を低く($$sim$$200$$^{circ}$$C)して化学量論比をとるときに、原子レベルで平坦な界面を持つ高品位のDO3型Fe$$_{3}$$Si/Ge積層構造を実現できることが明らかになった。

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