Fabricación y caracterización de películas ultradelgadas de germanio sobre Au(111)

L. M. SOLIS; E. D. CANTERO; Y. TONG; J. D. FUHR; M. L. MARTIARENA; O. GRIZZI; E. A. SANCHEZ

Congreso; 101 Reunión de la Asociación Física Argentina 2016; 2016

Asociación Física Argentina

Entre los sistemas bidimensionales más estudiados en los ultimos años, grafeno, siliceno ymás recientemente germaneno, los basados en Ge tienen algunas características particulares promisorias para aplicaciones en electronica, espintráonica y computadoras cuanticas [1] . Desde el experimento, el estudio del germaneno está en sus inicios, habiéndose tratado de sintetizar con diferente grado de exito sobre varios sustratos, siendo Au, Al y Pt los mas estudiados. Un trabajo publicado en Nature Science Reports en el 2016 [2] muestra que películas de germaneno de unas pocas monocapas de espesor crecidas sobre Au(111) presentan los conos de Dirac característicos de sistemas bidimensionales. Tomando como punto de partida este trabajo hemos estudiado la deposicion de Ge sobre sustratos de Au(111) en condiciones de ultra alto vacío para diferentes temperaturas del sustrato tanto durante la evaporación como del recocido posterior efectuado sobre las películas. Las películas de Ge/Au(111) fueron luego estudiadas 'in situ' mediante LEED, TOF-DRS, AES y STM. Los patrones de difracción evolucionan en forma continua con el recubrimiento, pasando por los dos reportados en la literatura para recubrimientos ligeramente menores y mayores a una monocapa. En general los patrones de difracción observados están bien definidos, denotando un orden de largo alcance y son muy complejos. La alta sensibilidad de TOF-DRS permitió determinar la coexistencia de atomos de Au y de Ge en la última capa de las películas para todos los espesores estudiados y en todas las condiciones de evaporación estudiadas. También se determinó que para evaporaciones manteniendo la temperatura de la supercie de Au mayor a 420 K parte del Ge se incorpora al interior del sustrato de Au, limitando el crecimiento de la película de Ge a no más de una o dos monocapas. Este Ge incorporado en volumen segrega a la superficie cuando se realizan recocidos a temperaturas superiores a 450 K. Finalmente se adquirieron imagenes de STM para las fases generadas por segregación y la de alto recubrimiento. En ambos casos se observa orden de largo alcance coexistente con corrugación baja, típicamente de 0,2 A. En algunas imagenes esta corrugación genera patrones de Moire cuyas transformadas Fourier están en buena correspondencia con los patrones de LEED observados.1. Mickael Derivaz et al, Nano Lett. (2015), 15, 2510.2. M.E. Davila; Guy Le Lay. Nature. Scientic Reports 6:20714 (2016), DOI: 10.1038/srep20714LEED: Low Energy Electron Diffraction.AES: Auger Electron Spectroscopy.TOF-DRS: Time of Flight - Direct Recoil Spectroscopy.STM: Scanning Tunneling Microscopy.