MgO単結晶基板上に形成したエピタキシャルCo薄膜の構造解析 Analysis of Co Epitaxial Thin Films Grown on MgO Single-Crystal Substrates

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抄録

超高真空分子線エピタキシー法を用いてMgO単結晶基板上にCo薄膜を形成し,基板結晶方位や基板温度がエピタキシャルCo薄膜の構造に及ぼす効果について調べた.MgO(100)基板上では,基板温度300℃以上の場合,hcp構造のエピタキシャルCo(1120)双結晶薄膜が形成され,基板温度100℃では,hcp(1120)結晶に加えfcc(100)結晶が混在した複合的なエピタキシャル薄膜が得られた.MgO(110)基板上では,fcc-Co(110)単結晶薄膜が得られた.MgO(111)基板上では,hcp(0001)およびfcc(111)結晶から構成される最密充填面配向Co薄膜がエピタキシャル成長した.基板温度の上昇に伴い,hcp(0001)結晶が増加し,fcc(111)結晶が減少する傾向が認められた.高分解能透過型電子顕微鏡法により,Co/MgO界面のCo膜中にミスフィット転位が存在していることが観察された.ミスフィット転位の導入により,界面における格子不整合歪が緩和されているものと解釈された.

Co epitaxial thin films were prepared on MgO substrates of (100), (110), and (111) planes by molecular beam epitaxy. The nucleation of Co crystal on MgO substrate varies depending on the substrate orientation and the substrate temperature. On MgO(100) substrates, Co(1120) epitaxial bi-crystalline films with hep structure are obtained at temperatures higher than 300℃, whereas a Co epitaxial film prepared at 100℃ includes fcc(100) crystal in addition to hcp(1120) crystal. Co(110)_<fcc> single-crystal films with fee structure are formed on MgO(110) substrates. Co films consisting of fcc(111) and hcp(0001) crystals epitaxially grow on MgO(111) substrates. With increasing the substrate temperature, the volume ratio of hcp(0001) crystal increases, whereas that of fcc(111) crystal decreases. High-resolution transmission electron microscopy shows that atomically sharp boundaries are formed between the Co films and the MgO substrates, where misfit dislocations are preferentially introduced in the films at the interfaces. The presence of such dislocations relieves the strain caused by the lattice mismatches between the films and the substrates.

収録刊行物

  • 電子情報通信学会技術研究報告. MR, 磁気記録

    電子情報通信学会技術研究報告. MR, 磁気記録 109(328), 51-58, 2009-12-03

    一般社団法人電子情報通信学会

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    110008000202
  • NII書誌ID(NCID)
    AN10013050
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    09135685
  • NDL 記事登録ID
    10509949
  • NDL 雑誌分類
    ZN33(科学技術--電気工学・電気機械工業--電子工学・電気通信)
  • NDL 請求記号
    Z16-940
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  NII-ELS 
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