锰的硅化物薄膜在Si（111）-7×7表面的固相反应生长.pdf

物理化学学报(WuliHuaxueXuebao) May ActaPhys．一Chim．Sin．，2010，26(5)：1291—1295 1291 [Article】 WWW．whxb．pku．edu．cn 锰的硅化物薄膜在 Si(111)．7x7表面的固相反应生长 王 丹 ， 邹志强 ，， 孙静静 1,2 赵明海 1 (上海交通大学分析测试中心，上海 200240； 上海交通大学微纳科学技术研究院，上海 200240) 摘要： 利用超高真空扫描隧道显微镜(STM)对沉积在Si(1l1)一7x7重构表面上的锰薄膜在 300-650℃之间的固 相反应进行了研究．锰原子最初在Si(1l1)衬底上形成锰的纳米团簇的有序阵列，经过300℃退火后，锰纳米团簇 的尺寸增大并且纳米团簇阵列 由有序变为无序；当退火温度达到400℃左右时，锰纳米团簇与硅衬底发生反应 生成富锰的三维岛状物和~MnSi构成的平板状岛；500℃退火后生成物全部转变为MnSi平板状岛；650℃退火 后生成物则由MnSi平板状岛全部转变为富硅的不规则的大三维岛，同时被破坏的衬底表面重新结晶形成 7x7 结构． 关键词： 扫描隧道显微镜；Si(1l1)一7x7重构表面； 固相反应；锰的硅化物；退火 中图分类号： 0647；TN16 GrowthofManganeseSilicideThinFilmsonSi(111)-7x7Surfacesbya SolidPhaseReaction WANGDan。 ZOUZhi—Qinag。’ SUNJing—Jing ZHAOMing-Hai f】InstrumentalAnalysisCenter,ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240,PR．China； 2ResearchInstituteofMicro／Nano ScienceandTechnology,ShanghaiJiaoTongUniversiyt，Shanghai 200240,P．R．China) Abstract： UltrathinmanganesefilmsweredepositedontoSi(111)一7x7surfacesbyelectron—beam evaporation．The solidphasereactionbetweenthemanganesehtinfilm andtheSi(11l、substratebetween300and650℃wasstudiedn situbyultrahighvacuum scanningtunnelingmicroscopy(STM)．ThedepositedMnatomsformanorderednanocluster arrayonhteSi(111)surfaceatroom temperature．Whenthesamplewasannealedat300℃，theMnnanoclusters increasedinsizeandhtenanoclusterarraybecamedisordered．Whenhteannealingtemperautrereachedabout400℃ hteMnbegantoreactwiththeSiandhteproductsconsistedofthree—dimensional(3D1andtabularislands．Thetabulra islandsareaMnSicompoundna dhte3D islandsareMn—richsilicides．TheMnSitabulra islandswerehteonlyproduct whenhtes