Выпуски УФМ »  Том 6, выпуск 2

Оптическая и магнитооптическая спектроскопия наноструктурных многослойных пленок: возможные приложения

Ю. В. Кудрявцев$^{1}$, В. Н. Уваров$^{1}$, Р. Гонтарц$^{2}$, Я. Дубовик$^{2}$, Й. П. Ли$^{3}$, Дж. Й. Ри$^{4}$, Ю. Н. Макогон$^{5}$, Е. П. Павлова$^{5}$

$^1$Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^2$Институт молекулярной физики ПАН, ул. Смолуховского, 17, 60-179 Познань, Польша
$^3$q-Psi and Department of Physics, Hanyang University, Seoul, 133-791, Republic of Korea
$^4$Department of Physics, Hoseo University, Asan, Choongnam, 336-795, Republic of Korea
$^5$Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 37, 03056 Киев, Украина

Получена: 13.01.2005. Скачать: PDF

В данной работе показаны возможности спектральной эллипсометрии и магнитооптической (МО) спектроскопии для изучения структуры и особенностей физических свойств многослойных металлических пленок (МСП) с толщинами составляющих слоев порядка единиц нанометров. Основной подход исследования базируется на сравнении экспериментально измеренных оптических и МО свойств МСП с модельными, полученными для различных моделей структуры МСП. Было показано, что данный подход позволяет выяснить природу необычных МО свойств, а также структуру интерфейсной области в МСП, состоящих из слоев благородных и 3$d$-переходных металлов (ПМ). Также в работе продемонстрирована высокая чувствительность спектральной эллипсометрии для изучения твердотельных реакций в МСП 3$d$-ПМ/Si, вызванных ионной бомбардировкой или термическим отжигом. Оптические свойства различных силицидов 3$d$-ПМ, сформированных спонтанно либо в результате различных воздействий на МСП, были изучены экспериментально и сравнены с результатами теоретических первопринципных расчетов.

Ключевые слова: спектроскопическая эллипсометрия, магнитооптическая спектроскопия, мультислойные плёнки, твёрдотельные реакции, ионно-лучевое смешивание, .

PACS: 75.70.-i, 78.20.Bh, 78.20.Ls, 78.66.-w, 78.67.-n, 79.20.Rf

Citation: Yu. V. Kudryavtsev, V. M. Uvarov, R. Gontarz, J. Dubowik, Y. P. Lee, J. Y. Rhee, Yu. N. Makogon, and E. P. Pavlova, Optical and Magnetooptical Spectroscopy of the Nanostructural Multilayered Films: Possible Applications, Usp. Fiz. Met., 6, No. 2: 135—168 (2005), doi: 10.15407/ufm.06.02.135

Цитированная литература (62)  
  1. D. Weller, W. Reim, K. Spör1, and H. Brändle, J. Magn. Magn. Mater., 93: 183 (1991). Crossref
  2. W. B. Zeper, F. J. A. M. Greidanus, P. F. Carcia, and C. R. Fincher, J. Appl. Phys., 65: 4971 (1989). Crossref
  3. K. Sato, H. Ikekame, Y. Tosaka, K. Tsuzukiyama, Y. Togami, and M. Fujisawa, J. Magn. Magn. Mater., 126: 572 (1993). Crossref
  4. Š. Višnovský, M. Nyvlt, V. Parizek, P. Kielar, V. Prosser, and R. Krishnan, IEEE Trans. Magn., MAG-29: 3390 (1993). Crossref
  5. S. Uba, L. Uba, A. N. Yaresko, A. Ya. Perlov, V. N. Antonov, and R. Gontarz, Phys. Rev. B., 53: 6526 (1996). Crossref
  6. E. R. Moog, J. Zak, and S. D. Bader, J. Appl. Phys., 69: 880 (1991). Crossref
  7. K. Takanashi, S. Mitani, M. Sano, H.Fujimori, H. Nakajima, and A. Osawa, Appl. Phys. Lett., 67: 1016 (1995). Crossref
  8. T. Katayama, H. Awano, and Y. Nishihara, J. Phys. Soc. Jpn., 55: 2539 (1986). Crossref
  9. Š. Višnovský, R. Lopusnik, M. Nyvlt, A. Das, R. Krishnan, M. Tessier, Z. Frait, P. Aitchison, and J. P. Chapman, J. Magn. Magn. Mater., 198-199: 480 (1999). Crossref
  10. K. Takanashi, S. Mitani, H. Fujimori, K. Sato and Y. Suzuki, J. Magn. Magn. Mater., 177-181: 1199 (1998). Crossref
  11. K. Takanashi, S. Mitani, K. Himi, and H. Fujimori, Appl. Phys. Lett., 72: 737 (1998). Crossref
  12. K. Sato, E. Takeda, M. Akita, M. Yamaguchi, K. Takanashi, S. Mitani, H. Fujimori, and Y. Suzuki, J. App. Phys., 86: 4985 (1999). Crossref
  13. L. Uba, S. Uba, V. N. Antonov, A. N. Yaresko, T.Skzak, and J. Korecki, Phys. Rev. B., 62: 13731 (2000). Crossref
  14. G Y. Guo and H. Ebert, J. Magn. Magn. Mater., 156: 173 (1996). Crossref
  15. T. Sato, Y. Tosaka, Horoshi Ikeme, M. Watanabe, K. Takanashi, and H. Fujimori, J. Magn. Magn. Mater., 148: 206 (1995). Crossref
  16. W. Geerts, Y. Suzuki, T. Katayama, K. Tanaka, K. Ando and S. Yoshida, Phys. Rev. B, 50: 12581 (1994). Crossref
  17. E. E. Fullerton, J. E. Mattson, S. R. Lee, C. H. Sowers,Y. Y. Huang, G. Felcher, S. D. Bader, and F. T. Parker, J. Magn. Magn.Mater., 117; L301 (1992); G. J. Strijkers, J. T. Kohlhepp, H. J. M.Swagten, and W. J. M. de Jonge, Phys. Rev. B, 60: 9583 (1999). Crossref
  18. L. A. Clevenger, C. V. Thompson, R. C. Cammarata, and K.N. Tu, Appl. Phys. Lett., 52: 795 (1988). Crossref
  19. M. A. Hollander, B. J. Thijsse, and E. J. Mittemeijer, Phys.Rev. B, 42: 5481 (1990). Crossref
  20. J. O. Olowolafe, M. -A. Nicolet, and J. W. Mayer, Thin Solid Films, 38: 143 (1976). Crossref
  21. S. P. Murarka, Silicides for VLSI Applications (Academic, Orlando, 1983).
  22. C. J. Tsai and K. H. Yu, Thin Solid Films, 350; 91 (1999). Crossref
  23. P. Knauth, A. Charaì, C. Bergman, and P. Gas, J. Appl.Phys., 76: 5195 (1994). Crossref
  24. B. Bokhonov and M. Korchagin, J. Alloys Comp., 319: 187 (2001).
  25. B. A. Julies, D. Knoesen, R. Pretorius, and D. Adams, Thin Solid Films, 347: 201 (1999). Crossref
  26. D. Mangelinck, P. Gas, A. Grob, B. Pichaud, O. Thomas, J. Appl. Phys., 79: 4078 (1996). Crossref
  27. J. Liu, J. Feng, B. Li, and J. Zhu, J. Cryst. Growth, 209: 795 (2000). Crossref
  28. M. F. Wu, J. D. Wachter, A.-M. Van Bavel, R. Moons, A.Vantomme, H. Pattyn, G. Langouche, H. Bender, J. Vanhellemont, K. Temst, and Y. Bryunseraede, J. Appl. Phys., 78: 1707 (1995). Crossref
  29. Z. Rao, J. S. Williams, A. P. Pogany, D. K. Sood, G. A.Collins, J. Appl. Phys., 77: 3782 (1995). Crossref
  30. S. B. Ogale, R. Joshee, V. P. Godbole, S. M. Kanetkar, and V. G. Bride, J. Appl. Phys., 57: 2915 (1985). Crossref
  31. D. L. Santos, J. P. de Souza, L. Amaral, and H. Boudinov, Nucl. Instr. and Meth., B 103; 56 (1995). Crossref
  32. J. Jagielski, M. Kopcewicz, A. Turos, and F. Eichhorn, Nucl. Instr. and Meth., B 148: 886 (1999). Crossref
  33. N. P. Barradas, C. Jeynes, K. P. Homewood, B. J. Sealy, and M. Milosavljevic, Nucl. Instr. and Meth., B 139: 235 (1998). Crossref
  34. M. Miloslavljevic, S. Dhar, P. Schaaf, N. Bibic, M. Han, and K.-P. Lieb, Appl. Phys. A, 71: 43 (2000).
  35. E. E. Fullerton, J. E. Mattson, S. R. Lee, C. H. Sowers, Y. Y. Huang, G. Felcher, S. D. Bader, and F. T. Parker, J. Magn. Magn. Mater., 117: L301 (1992). Crossref
  36. E. E. Fullerton, J. E. Mattson, S. R. Lee, C. H. Sowers, Y. Y. Huang, G. Felcher, S. D. Bader, and F. T. Parker, J. Appl. Phys., 73: 6335 (1993). Crossref
  37. A. Chaiken, R. P. Michel, and M. A. Wall, Phys. Rev. B, 53: 5518 (1995). Crossref
  38. K. Inomata, K. Yusu, and Y. Saito, Phys. Rev. Lett., 74: 1863 (1995). Crossref
  39. E. E. Fullerton and S. D. Bader, Phys. Rev. B, 53: 512 (1996). Crossref
  40. J. Kohlhepp, M. Valkier, A. van der Graaf, and F. J. A. Den Broeder, Phys. Rev. B, 55: R696 (1997). Crossref
  41. G. J. Strijkers, J. T. Kohlhepp, H. J. M. Swagten, and W. J. M. de Jonge, Phys. Rev. B, 60; 9583 (1999). Crossref
  42. J. A. Carlisle, A. Chaiken, R. P. Michel, L. J. Terminello, J. J. Jia, T. A. Callcott, and D. L. Ederer, Phys. Rev. B, 53: R8824 (1996). Crossref
  43. J. J. de Vries, J. Kohlhepp, F. J. A. den Broeder, R. Coehoorn, R. Jungblut, A. Reinders, and W. J. M. de Jonge, Phys. Rev. Lett., 78: 3023 (1997). Crossref
  44. R. Pretorius, C. C. Theron, A. C. Vantomme, and J. W. Mayer, Critical Reviews in Solid State and Material Sciences, 24: 1 (1999). Crossref
  45. J. R. Beattie and G. M. Conn, Phil. Mag., 46: 235 (1955). Crossref
  46. R. M. A. Azzam and N. M. Bashara, Ellipsometry and Polarized Light (North-Holland, Amsterdam, 1977).
  47. G. S. Krinchik, Physics of Magnetic Phenomena (MGU publisher, Moscow, 1976) (in Russian). Parker, J. Appl. Phys., 73: 6335 (1993).
  48. P. G. Pells and M. Shiga, J. Phys. C, 2: 1835 (1969).
  49. V. N. Antonov, A. I. Baglyuk, A. Ya Perlov, et al., Low Temp. Phys., 19: 689 (1993).
  50. J. H. Weaver, E. Colavite, D. W. Lynch, and R. Rosei, Phys. Rev. B, 19: 3850 (1979). Crossref
  51. J. H. Sexton, D. W. Lynch, R. I. Benbow, and N. V. Smith, Phys. Rev. B, 37: 2879 (1988). Crossref
  52. J. T. Wang, Z. Q. Li, and Y. Kawazoe, J. Magn. Magn. Mater., 183: 42 (1998). Crossref
  53. Y. P. Lee, R. Gontarz, and Y. V. Kudryavtsev, Phys. Rev. B, 63: 144402 (2001). Crossref
  54. U. von Barth and L. Hedin, J. Phys. C: Solid State Phys., 5: 1629 (1972). Crossref
  55. O. Jepsen and O. K. Andersen, Solid State Commun., 9: 1763 (1971). Crossref
  56. J. Y. Rhee, B. N. Harmon, and D. W. Lynch, Phys. Rev. B, 55: 4124 (1997). Crossref
  57. J. M. Fallon, C. A. Faunce, H. J. Blythe, and P. J. Grundy, J. Magn. Magn. Mater., 198–199: 728 (1999). Crossref
  58. V. S. Babu, A. S. Pavlovic, and M. S. Seehra, J. Appl. Phys., 79: 5230 (1996). Crossref
  59. M. Amiotti, A. Borghesi, G. Guizetti, and F. Nava, Phys. Rev. B, 42: 8939 (1990). Crossref
  60. L. A. Clevenger and C. V. Thompson, J. Appl. Phys., 67: 1325 (1990). Crossref
  61. Y. M. Gu and L. Fritsche, J. Phys.: Condens. Matter, 4: 1905 (1992). Crossref
  62. J. Y. Rhee, K. W. Kim, Yu. V. Kudryavtsev, and Y. P. Lee, J. Korean Phys. Soc., 35: S578 (1999).

© 2013–2018 «ИМФ НАН Украины»