Патенты автора Токмачев Андрей Михайлович (RU)
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ИНТЕРФЕЙСА ДЛЯ ИНТЕГРАЦИИ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ОКСИДА ЕВРОПИЯ С ГЕРМАНИЕМ // 2793379
Изобретение относится к технологии формирования эпитаксиальных гетероструктур, а именно тонких пленок оксида европия на германии, которые могут быть использованы при создании устройств германиевой наноэлектроники и спинтроники, в частности инжекторов спин-поляризационного тока, спиновых фильтров, устройств памяти, нейроморфных устройств. Способ создания интерфейса для интеграции монокристаллического оксида европия с германием включает очистку поверхности подложки Ge(001) от слоя естественного оксида и формирование на ней поверхностной фазы Eu, представляющей собой субмонослойную периодическую структуру из атомов Eu, при этом поверхностную фазу Eu формируют путем открытия заслонки ячейки Eu, что обеспечивает осаждение атомов Eu при давлении потока атомов Eu PEu=(0,3÷10)⋅10-8 Торр на подложку, поддерживаемую при температуре Ts=410°С, в течение времени, необходимого для формирования поверхностной фазы, после чего заслонку ячейки Eu закрывают, температуру подложки устанавливают равной Ts=20÷200°С, открывают клапан подачи молекулярного кислорода с давлением PO2=(0,1÷2)⋅10-8 Торр и держат его открытым в течение времени, необходимого для подачи на поверхность подложки количества атомов кислорода, отличающегося от количества атомов Eu в сформированной поверхностной фазе в 0,8÷1,2 раза. Техническим результатом является получение монокристаллических эпитаксиальных пленок оксида европия, обладающих атомно-резкой границей раздела с Ge, без кристаллических включений нежелательной ориентации. 4 ил., 4 пр.
СПОСОБ СОЗДАНИЯ СУБМОНОСЛОЙНЫХ ДВУМЕРНЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ИНТЕГРИРОВАННЫХ С КРЕМНИЕМ // 2787255
Изобретение относится к способам получения двумерных магнитных материалов, а именно субмонослойных двумерных материалов на основе Eu на подложке Si(001), демонстрирующих ферромагнитные свойства. Техническим результатом является предельное уменьшение толщины функционального слоя двумерного ферромагнитного материала для устройств кремниевой наноэлектроники и спинтроники, формируемых на подложках Si(001). Для его достижения предложен способ создания субмонослойных двумерных ферромагнитных материалов, интегрированных с кремнием, заключающийся в осаждении атомов Eu при давлении PEu=(0,3÷10)⋅10-8 торр потока атомов Eu на предварительно очищенную от слоя естественного оксида поверхность подложки Si(001), поддерживаемую при температуре 705°С<Ts<735°С до формирования субмонослоя Eu со степенью покрытия 1/2 монослоя, или поддерживаемую при температуре 610°С<Ts<640°С до формирования субмонослоя Eu со степенью покрытия 3/5 монослоя, или поддерживаемую при температуре 480°С<Ts<510°С до формирования субмонослоя Eu со степенью покрытия 2/3 монослоя, при этом за степень покрытия в монослой принимается покрытие поверхности количеством атомов, равным количеству поверхностных атомов Si(001). 4 ил.
Изобретение относится к способам формирования эпитаксиальных гетероструктур EuO/Ge, которые могут быть использованы в устройствах спинтроники. Способ формирования эпитаксиальных гетероструктур EuO/Ge включает осаждение на германиевую подложку атомов металла в потоке молекулярного кислорода методом молекулярно-лучевой эпитаксии, при этом поверхность подложки Ge(001) предварительно очищают от слоя естественного оксида, или очищают от слоя естественного оксида и формируют на ней поверхностные фазы Еu, представляющие собой субмонослойные покрытия из атомов европия, после чего при температуре подложки TS=20÷150°C производят осаждение европия при давлении PEu=(0,1÷100)⋅10-8 Торр потока атомов европия (ФEu) в потоке кислорода ФO2 с относительной величиной 2≤ФEu/ФO2≤2,2 до формирования пленки ЕuО толщиной менее 10 нм. Техническим результатом заявляемого изобретения является формирование эпитаксиальных гетероструктур EuO/Ge с атомно-резким интерфейсом без использования буферных слоев. 5 ил., 3 пр.
Изобретение относится к получению тонких пленок ферромагнитного полупроводника монооксида европия (EuO) на кремниевой подложке с получением эпитаксиальной гетероструктуры EuO/Si, при этом упомянутые тонкие пленки могут быть использованы в устройствах спинтроники. Поверхность подложки Si(001) предварительно очищают или очищают и формируют на ней поверхностную фазу Eu 2х3. После чего проводят осаждение европия при температуре подложки Ts=20-150 оС при давлении потока атомов европия (ФEu) PEu=(0,1-100)⋅10-8 Торр в потоке кислорода ФO2 с относительной величиной 2≤ФEu/ФO2≤2,2 до формирования пленки EuO толщиной менее 20 нм. В частном случае осуществления изобретения после формирования пленки EuO толщиной менее 20 нм осуществляют последующее осаждение европия в потоке кислорода с относительной величиной 2≤ФEu/ФO2≤6 при повышенной температуре подложки Ts=400-490°С до достижения необходимой толщины пленки EuO и/или отжиг сформированной пленки EuO до температуры подложки Ts≤520°С. Обеспечивается формирование эпитаксиальных пленок ферромагнитного полупроводника EuO на подложках Si(001) с атомно-резким интерфейсом без буферного слоя с помощью молекулярно-лучевой эпитаксии. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 6 пр.
СПОСОБ СОЗДАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ГЕРМАНЕНА EuGe2 И SrGe2 С ВЫСОКОЙ ПОДВИЖНОСТЬЮ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА // 2723125
Изобретение относится к получению материалов на основе германена EuGe2 и SrGe2 с высокой подвижностью носителей заряда, которые могут использоваться при создании наноэлектронных устройств. Атомарный поток европия или стронция с давлением (0,1÷100)⋅10-8 Торр осаждают на предварительно очищенную поверхность подложки Ge(111), нагретую до Ts=250÷510°С. Формируют пленки толщиной более 100 нм с последующим опциональным отжигом полученных пленок при температуре не более Ts=530°С. Обеспечивается стабилизация германена и формирование пленок кристаллической модификации hP3. 7 ил., 4 пр.
Изобретение относится к технологии создания двумерных магнитных материалов для сверхкомпактных спинтронных устройств. Способ получения дисилицида гадолиния GdSi2 со структурой интеркалированных слоев силицена методом молекулярно-лучевой эпитаксии заключается в осаждении атомарного потока гадолиния с давлением PGd (от 0,1 до менее 1)⋅10-8 Торр или PGd (от более 1 до 10)⋅10-8 Торр на предварительно очищенную поверхность подложки Si(111), нагретую до Ts=350 ÷ менее 400°С или Ts=более 400 ÷ 450°С, до формирования пленки дисилицида гадолиния толщиной не более 7 нм. Технический результат заключается в формировании эпитаксиальных пленок двумерного магнитного материала GdSi2 кристаллической модификации hP3 со структурой интеркалированного гадолинием многослойного силицена на подложках кремния. Такие структуры являются однородными по толщине, не содержат посторонних фаз, являются ферромагнитными. 5 ил., 4 пр.
Использование: для получения спин-поляризованных носителей заряда в графене. Сущность изобретения заключается в том, что методом молекулярно-лучевой эпитаксии на поверхности предварительно сформированной структуры монослой графена/подложка формируют субмонослой европия со структурой Eu. Технический результат: обеспечение возможности получения спин-поляризованных носителей заряда в графене. 4 ил., 2 пр.
Изобретение относится к способам получения эпитаксиальных тонкопленочных материалов, а именно пленок монооксида европия на графене, и может быть использовано для создания таких устройств спинтроники, как спиновый транзистор и инжектор спин-поляризованных носителей. Способ выращивания эпитаксиальных пленок монооксида европия EuO на графене включает формирование субмонослоя европия с поверхностной фазой методом молекулярно-лучевой эпитаксии на поверхности предварительно сформированной структуры монослой графена/подложка при температуре подложки Ts=20-100°С и давлении потока атомов европия PEu=(1⋅10-8-1⋅10-7) Торр, осаждение слоя монооксида европия EuO при температуре подложки Ts=20-100°C, давлении потока кислорода PO2=(1⋅10-9-1⋅10-8) Торр и давлении потока атомов европия PEu=(1⋅10-8-1⋅10-7) Торр, удовлетворяющих условию 10⋅PО2≤PEu≤11⋅PO2, до достижения необходимой толщины слоя монооксида европия EuO. В одном из вариантов осуществления изобретения после вышеперечисленых операций осаждают слой монооксида европия EuO при температуре подложки Ts=340-420°С, давлении потока кислорода PO2=(1⋅10-9-1⋅10-8) Торр и давлении потока атомов европия PEu=(1⋅10-8-1,5⋅10-7) Торр, удовлетворяющих условию 10⋅PO2≤PEu≤15⋅PO2, до достижения необходимой общей толщины слоя монооксида европия EuO. В частных случаях осуществления изобретения после осаждения пленки монооксида европия осуществляют ее отжиг в вакууме в диапазоне температур Ts=490-520оС. Обеспечивается формирование эпитаксиальных стехиометрических пленок монооксида европия толщиной более 5нм с высоким кристаллическим совершенством без включений фаз высших оксидов на графене, что позволяет получить магнитные состояния в графене для создания таких технических устройств, как одноэлектронный транзистор и спиновый фильтр. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 пр.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭПИТАКСИАЛЬНОЙ ПЛЕНКИ МНОГОСЛОЙНОГО СИЛИЦЕНА, ИНТЕРКАЛИРОВАННОГО ЕВРОПИЕМ // 2663041
Изобретение относится к способам получения эпитаксиальных тонкопленочных материалов, а именно EuSi2 кристаллической модификации hP3 (пространственная группа N164, ) со структурой интеркалированных европием слоев силицена, которые могут быть использованы для проведения экспериментов по исследованию силиценовой решетки. Способ основан на стабилизации требуемой фазы EuSi2 путем ее эпитаксиального роста на предварительно сформированном на Si(001) или Si(111) буферном слое SrSi2. Способ заключается в осаждении методом молекулярно-лучевой эпитаксии атомарного потока стронция с давлением PSr=(0,5÷3)⋅10-8 торр на предварительно очищенную и нагретую до Ts=500±20°С поверхность подложки кремния до формирования пленки дисилицида стронция, а затем в осаждении атомарного потока европия с давлением PEu=(0,5÷10)⋅10-8 торр на подложку при температуре Ts=430÷550°С до формирования пленки дисилицида европия толщиной не более 8 нм. При этом слои силицидов образуются за счет диффузии атомов. Изобретение позволяет получать однородные, не содержащие посторонних фаз эпитаксиальные магнитные пленки, позволяющие изучать физические свойства двумерных кремниевых решеток с гексагональной ячеистой структурой. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 4 пр.
Изобретение относится к способам получения эпитаксиальных тонкопленочных материалов, а именно новой фазы дисилицида стронция, обладающего в контакте с кремнием низкой высотой барьера Шоттки, и может быть использовано для создания контактов истока/стока в технологии производства полевых транзисторов с барьером Шоттки. Способ выращивания эпитаксиальных пленок дисилицида стронция на кремниевой подложке методом молекулярно-лучевой эпитаксии заключается в осаждении атомарного потока стронция с давлением PSr=(0,5÷3)×10-8 Торр на предварительно очищенную и нагретую до Ts=500±20°С поверхность подложки кремния до формирования пленки дисилицида стронция требуемой толщины. Техническим результатом заявленного изобретения является создание технологии формирования эпитаксиальных пленок SrSi2 методом молекулярно-лучевой эпитаксии, ориентация которых определяется подложкой, что позволит выращивать пленки с различными заданными свойствами. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
