Si衬 底上生长的铁硅化合物结构和取向分析

李 旭 邹志强，* 刘晓勇 李 威

(1上海交通大学分析测试中心，上海200240;2上海交通大学微纳科学技术研究院，上海200240)

1 引言

近年来，关于外延生长的过渡族金属硅化物纳米结构的研究一直备受关注，1，2因为这些过渡族金属硅化物有着特殊的物理性能，在微电子器件和集成电路领域有着广泛的应用.3，4具有多种组成相的铁硅化合物也引起了人们极大的兴趣.由铁硅二元相图可知，铁硅化合物组成相包括Fe5Si3、Fe3Si、Fe2Si、FeSi、α-FeSi2和β-FeSi2.5研究表明这些不同的组成相使得铁硅化合物具有不同的晶体结构和物理性能，如属于B20晶体结构的FeSi具有反常磁行为，其磁性能与周围环境温度有很大的关系，当温度升高时FeSi的磁矩明显增加.6具有多种晶体结构的FeSi2表现出不同的物理性能，如表1所示.其中属于四方晶系的α-FeSi2金属间化合物，具有金属特性，可以在电极、高密度磁存储器等领域获得广泛的应用.7而具有半导体特性的β-FeSi2，其直接带隙约为0.85 eV，是极少数的具有半导体特性的硅化物之一，同时又具有良好的化学稳定性、高温热稳定性和抗氧化性，8，9在光电和热电领域都有非常广泛的应用前景.因此研究分子束外延生长的不同形貌铁硅化合物纳米结构的组成相及其晶体结构将有助于进一步了解其物理性能，进而对于其在微电子器件和大规模集成电路领域中的应用将有重要意义.

到目前为止，有关硅衬底上外延生长的铁硅化合物纳米结构及其取向的研究已经有过不少报道……