Изучение морфологии поверхности тонких пленок спинового бесщелевого полупроводника COFEMnSᵢ, полученных методом импульсного лазерного осаждения

Представлены результаты исследования морфологии поверхности тонких пленок CoFeMnSi, выращенных на подложке MgO (100) методом импульсного лазерного осаждения в зависимости от выбранных технологических параметров изготовления. Показано, что при частоте импульсов лазерного излучения 1–2 Гц и энергии импульсов 150 мДж на подложке MgO (100) Растет тонкая островковая пленка CoFeMnSi со средним диаметром зерен D50% = 16,48 нм и значениями параметров шероховатости R_a = 1,29 нм, R_z = 13,06 нм. Уменьшение частоты импульсного лазерного излучения до 0,5 Гц и использование низкой энергии лазера, равной 150 мДж, приводит к изменению механизма роста пленки на послойно-островковый. Значения параметров шероховатости пленок, осажденных в этом режиме, снижаются до R_a = 0,61 нм и R_z = 11,51 нм. Послойный режим нанесения пленок удалось реализовать путем введения временных пауз, равных 1–2 мин, между нанесением каждого нового атомного слоя CoFeMnSi. Установлено, что выращенные пленки являются сплошными, дефекты и неровности микрорельефа их поверхности сглаживаются. Значения параметров шероховатости образцов, выращенных в послойном режиме, снизились до R_a = 0,31 нм и R_z = 4,60 нм. Изготовление тонких полупроводниковых пленок CoFeMnSi с высоким качеством поверхности открывает возможности для создания гетероструктур на их основе. При выбранных технологических параметрах роста изготовлены структуры MgO/CoFeMnSi/Co, средняя шероховатость поверхности которых составила R_a = 0,17 нм. Результаты работы могут быть использованы для изготовления многослойных структур на основе CoFeMnSi и их применения в устройствах спинтроники.