Введение
Гласа 1. Обзор литературы 8
1.1. Эпитаксиэльные диэлектрики 8
1.2. Свойства объемных кристаллов MnF2 и ZnFa 11
1.3. Свойства объемных кристаллов CdF2 17
1.4. Эпитаксиальное выращивание MnFs.Zr^ и CdF^ на различных подложках 18
1.5. Применение ферромагнитных и антиферромагнитных эпитаксиальных пленок в области цифровых технологий 19
1.6. Свойства объемных кристаллов и эпитаксиальных пленок кобальта и никеля 22
Глава 2. Подготовка образцов и экспериментальные методики 24
2.1. Физико-химическая подготовка подложек Si и CaF2 24
2.2. Установка для молекулярно-лучевой эпитаксии 26
2.3. Дифракция быстрых электронов 32
2.4. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия 34
2.5. Прочие методики, используемые в работе 37
Глава 3. Изучение процессов роста и свойств эпитаксиальных слоев MnF2 на Si 43
3.1. Буферные слои CaF2 на кремнии 43
3.1.1. Анизотропный рельеф поверхности СаРг( 110) 43
3.1.2. Выглаживание поверхности CaFs{001) с помощью быстрого термического отжига 46
3.1.3. Планарная поверхность CaF;(111), способы получения 48
3.2. Эффект гетероэпитаксиальной стабилизации ромбической кристаллической модификации типа а-РЬСЬ фторида марганца 52
3.2.1. Фасетированные нано- и микрокристаллы MnF2 на анизотропной поверхности (110).буферного слоя CaF2 53
3.2.2. Наноразмерные островки на поверхности (001) буферного слоя CaF2 60
3.2.3. Особенности роста толстых слоев MnF2 на поверхности (111) буферного слоя CaF2 63
3.3. Формирование флюоритоподобного окружения на начальных стадиях роста фторида марганца на
поверхности (111) буферного слоя CaF2 69
3.3.1. Осцилляции зеркального рефлекса ДБЭ 69
3.3.2. Результаты измерений ДМЭ 71
3.3.3. Исследование фотоэлектронной эмиссии и поглощения в слоях MnF2/CaF{111) 73
3.3.4. Результаты измерений фотоэлектронной дифракции 75
3.3.5. Исследование кристаллической структуры фторида марганца в короткопериодных сверхрешетках на основе MnF2-CaF2 77
3.4. Пленки МпРг с кристаллической структурой типа рутила, выращенные на кремнии 81
3.5. Фотолюминесценция ромбической модификации фторида марганца 84
3.5.1. Особенности фотолюминесценции нелегированных слоев MnFz 84
3.5.2. Возникновение различных типов центров люминесценции в зависимости от структурной модификации слоя MnF2:SmF3/CaF2 88
3.6. Оценка температуры Неепя ромбической модификации фторида марганца путем анализа температурной зависимости постоянных решетки 92
Выводы 94
Глава 4. Эпитаксиапьное выращивание и исследование свойств слоев фторидов металлов группы lib 96
4.1. Структурные исследования слоев ZnF-г и СоТг 96
4.1.1. Стабилизация метастабипьной ромбической структуры типа а-РЬОг на CaF?(110} 96
4.1.2. Образование полиморфных структурных модификаций при выращивании на CaF2(001) 103
4.1.3. Доминирование тетрагональной кристаллической структуры типа рутила при выращивании на CaF2(111) 108
4.1.4. Эффект выглаживания рельефа поверхности в гетероструктурах CdF2/CaF2(001) 111
4.2. Исследование полупроводниковых свойств ZnFa и СаЪ 113
4.2.1. Результаты эпектрозондовой диагностики эпитаксиальных слоев ZnF2:Sm 113
4.2.2. Результаты эпектрозондовой диагностики эпитаксиальных слоев CdF2:Er 114
4.3. Примесные центры ФЛ с участием редкоземельных ионов в слоях ZnF2 115
4.3.1. Возникновение различных центров люминесценции в зависимости от структурной модификации слоя. Различие люминесценции MnF2:SmFj и ZnF2:SmF3 116
4.3.2. Различие способов компенсации заряда при легировании ZnF2:SmF3 и ZnF2:Sm 117
4.4. Особенности стабилизации метастабильных структурных модификаций Мп^и ZnF2C помощью гетероэштаксии 119
Выводы 122
Глава 5. Процессы эпитаксиального роста и свойства наноструктур кобальта на кремнии 124
5.1. Структурные исследования эпитаксиальных слоев Co/CaFz/Si и Co/MnFz/Si 124
5.1.1. Со на гофрированном буферном слое CaF2 124
5.1.2. Со на планарной поверхности CaF^H 1) 130
5.1.3. Особенности морфологии эпитаксиальной пары Co-MnF2, нанесенной на гетероструктуру MnF2(110)/CaF;(110)/Si 133
5.2. Электронные свойства гетероструктур на основе Со 135
5.2.1. Гетероструткуры Co/CaF?(110)/Si и Co/CaF2(111)/Si. Особенности К-края поглощения 135
5.2.2. Гетероструктуры Co/MnF2(110)/CaF2(110)/Si 137
5.2.3. Рентгеновский магнитно-циркулярный дихроизм в гетероструктурах Co/CaF2(110)/Si 138
5.3. Магнито-оптический эффект Керра в гетероструктурах Co/CaF2/Si 140
5.3.1. Связь магнито-оптического эффекта Керра с анизотропией поверхности CaF2(110} 140
5.3.2. Интерференционное усиление магнитооптического эффекта Керра в гетероструктурах Co/CaF2(111)/Si 143
Выводы 146
Приложение. Расчет структурного фактора для кристаллической модификации типа а-РЬОг 147
Основные результаты и выводы 150
Список работ, вошедших в диссертацию 151
Список цитируемой литературы
