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Sb2Te3薄膜制备及定向性研究在本征Si基片上生长

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于Si面1×1重构表面的晶格常数为0.384 nm,与Sb2Te3材料的晶格常数0.426 nm的晶格失配度为9.86%,结合试验选用本征Si1×1作为镀膜基片,其电阻率为1 000Ω·cm。图6-9在本征Si基片温度280℃下生长的Sb2Te3薄膜RHEED衍射模式和生长过程中RHEED衍射强度振荡图清晰的RHEED衍射条纹每60°重复一次,显示出制备的Sb2Te3薄膜具有平面六重对称性,结合Sb2Te3的晶格结构图,明显地揭示出制备薄膜具有高度的定向性,其c轴垂直于基片表面。

Sb2Te3薄膜制备及定向性研究在本征Si基片上生长

为了实现外延生长,首先需要选取适合的基片,分子束外延要求基片的晶格常数与外延层的晶格常数之间偏差不能太大,一般维持在10%以内,用来外延生长Sb2Te3薄膜的基片一般有BaF(111)、Si(111)等。由于Si(111)面1×1重构表面的晶格常数为0.384 nm,与Sb2Te3材料的晶格常数0.426 nm的晶格失配度为9.86%,结合试验选用本征Si(111)1×1作为镀膜基片,其电阻率为1 000Ω·cm。在镀膜前,选定的基片首先需要经过RCA标准程序清洗。本节采用共蒸法生长外延薄膜,将高纯度(99.999%)的Sb、Te分别放置在不同的束源炉中。

经过一系列的摸索试验,选择Sb、Te和Si基片分别在TSb=430℃、TTe=270℃、TSi=280℃的条件下沉积薄膜。图6-9为基片加热条件下沉积的Sb2Te3薄的RHEED衍射模式和薄膜生长过程中衍射条纹的强度振荡图。

图6-9 在本征Si(111)基片温度280℃下生长的Sb2Te3薄膜(a)RHEED衍射模式和(b)生长过程中RHEED衍射强度振荡图(www.xing528.com)

清晰的RHEED衍射条纹每60°重复一次,显示出制备的Sb2Te3薄膜具有平面六重对称性,结合Sb2Te3的晶格结构图,明显地揭示出制备薄膜具有高度的(00l)定向性,其c轴垂直于基片表面。RHEED衍射强度振荡图也可以反映出薄膜在生长过程中实现了原子级别的层状生长。在上述的生长条件下,制备出了一系列不同厚度的Sb2Te3薄膜。

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