Твёрдофазный рост и структура плёнок дисилицида бария на Si (111)

В статье представлены результаты эксперимента по формированию методом твёрдофазной эпитаксии тонких плёнок дисилицида бария (BaSi₂) – перспективного материала для солнечных элементов. Формирование BaSi₂ проводилось в условиях сверхвысокого вакуума на кремниевых подложках по технологии template. На финальной стадии формирования наноструктур проводили рекристаллизацию плёнок отжигом. Полученные тонкие плёнки исследовали in-situ методами: электронной оже-спектроскопии и спектроскопии характеристических потерь энергии электронами. Далее ex-situ методами: атомно-силовой микроскопии и рентгеновской дифракции. Последний метод показал наличие в плёнке, сформированной при температуре рекристаллизации T = 800 ⁰С, a-ориентированного дисилицида бария. Для данной плёнки представлены спектры оже-электронов и характеристических потерь энергии электронами. Анализ топологии поверхности полученной наноструктуры методом атомно-силовой микроскопии показал, что её шероховатость сопоставима с шероховатостью образцов тонких плёнок BaSi₂, сформированных методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Причина незначительного количества сформировавшихся кристаллитов BaSi₂ – низкая взаимодиффузия атомов бария и кремния при выбранном методе формирования плёнки. Решение данной проблемы представляется в использовании технологии со-осаждения Ba и Si с последующей рекристаллизацией плёнки при температурах, близких к температуре, определённой в данной работе.