Письма в ЖЭТФ, том 117, вып. 5, с. 369 - 376

Cовместная интеркаляция ультратонких пленок Fe и Co

под буферный слой графена на монокристалле SiC(0001)

С. О. Фильнов⁺¹⁾, Д. А. Естюнин⁺, И. И. Климовских^+×, Т. П. Макарова⁺, А. В. Королева⁺, А. А. Рыбкина⁺,

Р. Г. Чумаков^∗, А. М. Лебедев^∗, О. Ю. Вилков⁺, А. М. Шикин⁺, А. Г. Рыбкин⁺

⁺Санкт-Петербургский государственный университет, 198504 С.-Петербург, Россия

^∗Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”, 123182 Москва, Россия

^×Центр перспективных методов мезофизики и нанотехнологий,

Московский физико-технический институт, 141700 Долгопрудный, Россия

Поступила в редакцию 14 ноября 2022 г.

После переработки 29 января 2023 г.

Принята к публикации 29 января 2023 г.

В данной работе был изучен процесс совместной интеркаляции атомов кобальта и железа под бу-

ферный слой графена, синтезированный на монокристалле карбида кремния SiC(0001). Интеркаляция

проводилась посредством поочередного напыления ультратонких пленок металлов Fe и Co на нагретую

до 450^◦С подложку c последующим прогревом до 600^◦С в течение 15 мин. Показано, что при данных

условиях атомы кобальта и железа интеркалируются под графен, формируя соединения с кремнием и

друг с другом. С помощью сверхпроводящего квантового интерферометра было показано наличие маг-

нитного порядка в системе вплоть до комнатной температуры. Основываясь на форме и величине петель

гистерезиса, был проведен анализ возможных стехиометрий формируемых сплавов. Кроме того, было

выявлено, что при экспозиции системы на атмосфере, Fe и Co оказываются не окисленными. Таким об-

разом, графен также выполняет защитную фунцию для сформированной системы. Результаты данной

работы вносят вклад в исследования графена при контакте с магнитными металлами и способствуют

его использованию в устройствах спинтроники и наноэлектроники.

DOI: 10.31857/S1234567823050087, EDN: pxojjl

1. Введение. Изучение и модификация свойств

с прикладной точек зрения [9, 17, 18]. Ввиду прочной

графена привлекает исследователей из различных

σ связи, помещенный между двумя магнитными про-

областей науки благодаря множеству уникальных

водниками, графен может быть использован как ба-

электронных и структурных характеристик систем

рьер в устройствах, использующих магнитный тун-

на его основе [1-5]. Теоретически предсказано, что

нельный переход [16]. Благодаря большой длине спи-

в графене можно наблюдать такие фундаменталь-

новой релаксации графен может быть использован в

ные эффекты, как, например: спин-зависимый эф-

качестве канала для спин-поляризованных электро-

фект Зеебека [7], квантовый спиновый и аномальный

нов в спиновых транзисторах [16, 19].

эффекты Холла [8, 9], а также сверхпроводимость

Таким образом, изучение графена на подложках

[5, 6]. Благодаря баллистическому транспорту элек-

с магнитными свойствами заслуживает отдельного

тронов в графене [11, 12] и большой длине спиновой

внимания. Однако для дальнейшего применения в

релаксации [13, 14], существует множество концеп-

устройствах спинтроники и наноэлектроники, систе-

ций устройств спинтроники и наноэлектроники с ис-

ма должна быть синтезирована на изолирующей или

пользованием графена [15, 16].

полупроводниковой подложке. Этого можно достичь

Множество эффектов основано на взаимодей-

путем получения графена методом химического оса-

ствии графена с магнитными материалами. Так, ком-

ждения из газовой фазы на металлической подлож-

бинация спин-орбитального и обменного взаимодей-

ке [20-28] с последующим переносом на изолирую-

ствия индуцированных в графене, например, с по-

щую подложку или с помощью метода термической

мощью эффекта близости может привести к реали-

графитизации карбида кремния (SiC) с низкой кон-

зации квантового аномального эффекта Холла, что

центрацией носителей заряда [29-32]. Второй метод

представляет интерес как с фундаментальной, так и

является более предпочтительным, так как не требу-

ет дополнительного переноса, ухудшающего транс-

¹⁾e-mail: sfilnov@gmail.com

портные характеристики графена [12, 33]. Для со-

Письма в ЖЭТФ том 117 вып. 5 - 6

2023

369

370

С. О. Фильнов, Д. А. Естюнин, И. И. Климовских и др.

Рис. 1. (Цветной онлайн) Схематичное представление синтеза системы Gr/Fe-Co/SiC. Картины ДМЭ: (а) - Исходная

√

поверхность 6H-SiC (0001); (b) - реконструкция (6

3×

3)R30^◦ поверхности SiC после отжига при температуре

1150^◦ C

здания магнетизма в системе Gr/SiC между графе-

ствах спинтроники. В работе [35] были изучены свой-

ном (Gr) и SiC формируется слой магнитных атомов

ства системы Gr/SiC при интеркаляции атомов же-

при помощи интеркаляции. В ряде работ были ис-

леза. С помощью расчетов методом теории функ-

следованы системы Gr/MM/SiC (MM - магнитный

ционала плотности и измерений методом фотоэлек-

металл), где в качестве интеркалируемых элементов

тронной спектроскопии с угловым разрешением бы-

использовались атомы переходных (Fe, Co) [34-39] и

ло показано, что атомы железа могут влиять на спи-

редкоземельных (Eu, Dy, Gd, Er) [40-42] металлов.

новую поляризацию π-зоны в двухслойном графене.

Однако, несмотря на достаточно высокую темпера-

Было также изучено, что при экспозиции системы

туру магнитного упорядочения в чистых соединени-

Gr/Fe/SiC графен препятствует окислению железа

ях данных элементов, полученные системы характе-

[27], что важно для стабильности магнитных свойств

ризуются парамагнитным или ферромагнитным по-

в конечной системе. Однако магнитные свойства та-

рядком с низкой температурой магнитного упорядо-

кой системы все еще нуждаются в эксперименталь-

чения (в сравнении с температурой упорядочения в

ном изучении.

объемных образцах данных элементов). Возможной

Целью данной работы являлось исследование

причиной такого поведения в системах Gr/MM/SiC

магнитных свойств и электронной структуры систе-

может являться то, что интеркалированные метал-

мы, полученной при совместной интеркаляции уль-

лы образуют соединения с кремнием. Образующиеся

тратонких пленок Fe и Co под БСГ, синтезированный

при этом силициды, как правило, проявляют пара-

на Si-терминации монокристалла карбида кремния

магнитный или низкотемпературный ферромагнит-

SiC(0001). В работе использовались полуизолирую-

ный порядок [43-45].

щие монокристаллические пластины 6H -SiC(0001)

В работе [39] было показано, что при интеркаля-

с удельным сопротивлением ρ = 10⁵ Ом/см. Син-

ции пленки кобальта толщиной более одного нано-

тез БСГ контролировался методом дифракции мед-

метра под графен на SiC в спектрах фотоэмиссии для

ленных электронов (ДМЭ). Электронная структура

уровня Co3p наблюдается изменение интенсивности

изучалась методом рентгеновской фотоэлектронной

при изменении намагниченности образца, что может

спектроскопии (РФЭС), а также на основании по-

говорить о ферромагнитном упорядочении интерка-

лученных экпериментальных данных РФЭС прово-

лированного слоя. В работе [25] было показано, что

дились оценки распределения элементов по глубине

в результате интеркаляции ультратонкой пленки Co

залегания в полученной системе. Магнитные свой-

под буферный слой графена (БСГ) на SiC просхо-

ства системы изучались с помощью сверхпроводяще-

дит трансформация БСГ в монослой графена и фор-

го квантового интерферометра (СКВИД).

мирование ультратонкого магнитного слоя силици-

2. Экспериментальные результаты и об-

да кобальта, в котором магнетизм обусловлен ниже-

суждение. Схематическое изображение синтеза си-

лежащим слоем CoSi. Однако отсутствие магнитно-

стемы, а также ДМЭ измерения системы до и после

го упорядочения при комнатной температуре огра-

синтеза БСГ показано на рис. 1. На первом этапе, для

ничивает использование данной системы в устрой-

получения БСГ использовался метод термической

Письма в ЖЭТФ том 117 вып. 5 - 6

2023

Cовместная интеркаляция ультратонких пленок Fe и Co под буферный слой графена. . .

371

Рис. 2. (Цветной онлайн) Спектры РФЭС, измеренные при углах детектировния электронов 0^◦ (снизу) и 60^◦ (сверху)

и энергии фотонов 1486.6 эВ

графитизации Si-терминированной поверхности кар-

лицидов металлов [25, 36, 27, 39, 47], и левый пик при

бида кремния 6H -SiC(0001). Изначально монокри-

103.6 эВ соответствует оксиду кремния SiO₂ [48, 49].

сталл характеризуется типичной для SiC(0001) гек-

Уровень Fe2p_3/2 представлен в виде трех компонент,

сагональной структурой поверхности 1 × 1 - рис.1а.

основной компоненты - голубой цвет, и сателлитов,

Прогрев до 1150^◦C приводит к появлению структу-

характерных для остовных уровней металлов. В то

ры муара вокруг главных рефлексов, или, так назы-

же время Сo2p имеет более сложную структуру. По-

√

ваемой структуре (6

3×6

3)R30^◦, свидетельству-

мимо основной компоненты с самой низкой энерги-

ющей о появлении на поверхности БСГ [18, 19, 46] -

ей связи, можно выделить 3 другие компоненты. Се-

рис. 1b. На следующем этапе формирования системы

рым цветом отмечены компоненты, предположитель-

производилось последовательное напыление пленок

но, отвечающие за вклад сателлитов. Бирюзовым

железа и кобальта толщинами 14 и 7Å соответствен-

цветом отмечен Ожэ-пик железа, который находится

но. Напыление производилось посредством физиче-

в этом диапазоне при использовании данной энергии

ского парофазного осаждения на нагретую до 450^◦C

фотонов.

подложку c последующим прогревом до 600^◦C в те-

Для определения относительного залегания эле-

чении 15 мин, после каждого напыления. В работах

ментов по глубине был проведен анализ интенсив-

[25, 36, 27] было показано, что данный способ под-

ности спектральных компонент (пиков) РФЭС спек-

ходит для интеркаляции как атомов железа, так и

тров - табл. 1. Сравнительный анализ отношений

кобальта.

Таблица 1. Таблица сравнения отношений интенсивностей

Для анализа сформированной системы были про-

спектральных компонент РФЭС спектров, измеренных при

ведены РФЭС измерения при различных углах де-

различных углах эмиссии фотоэлектронов

тектирования фотоэлектронов. На рисунке 2 пока-

Название пика

Энергия связи (эВ)

I₆₀/I₀

заны измерения остовных уровней системы. Анализ

SiO₂

103.6

1.5

спектров проводился путем разложения на спек-

285

тральные компоненты. Спектр C1s имеет двухком-

Si₃

99.7

0.8

понентную форму: компонента с большей энергией

Si₂

100.1

0.65

связи (285 эВ) соответствует атомам углерода в гра-

Si₁

100.4

0.64

фене, полученном при разрыве связей между БСГ

778.8

0.45

и подложкой в результате интеркаляции атомов ме-

707.25

0.4

таллов [18, 19, 25]. Компонента с меньшей энерги-

Si bulk

101.6

0.4

ей связи (283.3 эВ) соответствует атомам углерода в

подложке SiC. Уровень Si2p представлен в виде раз-

ложения на 6 пиков. Два пика, отмеченные темно-

интенсивностей, измеренных при касательном угле

зеленым цветом, соответствуют кремнию в подлож-

60^◦ и по нормали к поверхности (I₆₀/I₀) позволяет

ке SiC, 3 пика, отмеченные светло-зеленым цветом,

определять относительный порядок залегания эле-

предположительно, соответствуют соединениям си-

ментов, в приближении планарности и однородно-

Письма в ЖЭТФ том 117 вып. 5 - 6

2023

372

С. О. Фильнов, Д. А. Естюнин, И. И. Климовских и др.

сти их распределения. Для удобства данные нор-

момента образца от приложенного магнитного поля

мированы на интенсивность компоненты графена

M (H) и магнитного момента от температуры M(T ),

C1s (285 эВ). Можно заметить, что наиболее поверх-

измеренные в плоскости (in-plane) образца. Зависи-

ностным соединением является SiO₂. Такой резуль-

мость M(H) демонстрирует наличие петли гистере-

тат можно объяснить особенностью формирования

зиса вплоть до комнатной температуры, что сви-

графена в ходе термической графитизации карбида

детельствует о ферромагнитном или ферримагнит-

кремния. В работе [25] на изображениях поверхно-

ном характере упорядочения в данной системе. При

сти SiC после формирования БСГ, полученных ме-

этом форма петли с характерными скачками намаг-

тодом атомно-силовой микроскопии, были обнару-

ниченности в области ± 200 Э схожа с формой пет-

жены кластеры, предположительно, кремния, кото-

ли гистерезиса, наблюдаемой для поликристалличе-

рые формируются в результате прогрева монокри-

ских ферромагнитных пленок FeSi на кремнии [53].

сталла SiC при температуре выше 1000^◦С. Учиты-

На рисунке 3b можно заметить, что кривые FC и

вая, что спектры РФЭС регистрировались после вы-

ZFC расходятся при температуре около T = 240 K.

носа системы на атмосферные условия, мы предпо-

Такое поведение свойственно для супермагнетиков

лагаем, что на поверхности графена присутствуют

[54-57] и указывает на наличие суперферромагнит-

кластеры оксида кремния SiO₂. Проведенный ана-

ных частиц, имеющих собственный суперспин, кото-

лиз показывает, что верхним слоем в сформирован-

рый представляет собой сумму индивидуальных маг-

ной системе является графен (компонента Gr). Под

нитных моментов атомов внутри частицы [57]. Из-

графеном оказываются локализованы силициды же-

вестно, что некоторые силициды железа и кобальта,

леза и кобальта (компоненты Si₁, Si₂ и Si₃). Сто-

немагнитные в объеме, могут проявлять ферромаг-

ит отметить, что из полученных данных мы не мо-

нитные свойства в ультратонких пленках и нанопро-

жем однозначно утверждать о стехиометрии полу-

волоках [53, 58, 59]. Однако в нашем случае форма

ченных силицидов металлов, поскольку пики уров-

петли гистерезиса отличается от случая с магнитным

ня Si2p, отвечающие соединениям Co-Si и Fe-Si, на-

нанотонким силицидом кобальта CoSi [59], кроме то-

ходятся близко по энергии связи [50, 51]. Но срав-

го, в спектре Si2p (рис.2b) отсутствуют типичные

нение с литературными данными показывает, что

особенности CoSi [25]. Что в совокупности с харак-

наиболее вероятно формирование соединений CoSi₂

терными скачками намагниченности на зависимости

и FeSi [25, 47, 50, 51]. Согласно данным в табл. 1

M (H) позволяет нам предположить, что ферромаг-

ниже располагаются металлы Co и Fe. При этом

нитное упорядочение определяется силицидом желе-

железо является более глубокого лежащим элемен-

за FeSi.

том, что согласуется с тем, что железо напылялось

Анализируя зависимости намагниченности M(H)

перед кобальтом. Самым глубоколежащим элемен-

и M(T) в направлении, перпендикулярном (out-of-

том в системе является кремний в подложке SiC.

plane) плоскости поверхности образца, можно так-

Полученные данные подтверждают интеркаляцию

же обнаружить несколько уникальных особенностей.

атомов Fe и Co под БСГ с формированием моно-

Во-первых, наличие петли гистерезиса на кривых

слоя графена и силицида кобальта, силицида железа

M (H) при всех измеряемых температурах, что ука-

и, возможно, соединения Fe-Co между графеном и

зывает на ферромагнитное или ферримагнитное упо-

подложкой.

рядочение в данном направлении. Во-вторых, поми-

Также стоит отметить, что на спектре железа и

мо основной петли гистерезиса, на рис. 3c можно за-

кобальта отсутствует особенности, связанные с окси-

метить побочные петли. В работе [60] было обнару-

дами [52]. Данный факт свидетельствует об отсут-

жено подобное поведение M(H) со второстепенными

ствии окисления интеркалированных металлов при

петлями для ультратонких слоев магнитных соеди-

выносе системы на атмосферные условия, что важ-

нений и связывалось с различным обменным взаи-

но для применения такого типа систем в устройствах

модействием в соседствующих слоях. Также можно

спинтроники. В работе [27] также было обнаружено,

заметить, что на зависимости M(T) кривые ZFC и

что графен препятствует окислению железа, интер-

FC не совпадают на всем диапазоне измеряемых тем-

калированного под графен на SiC.

ператур. Однако их поведение похоже на поведение

Для изучения магнитных свойств системы бы-

кривых ZFC и FC, показанных на рис. 3b ниже точки

ли проведены измерения намагниченности в зави-

расхождения. Можно предположить, что температу-

симости от температуры и приложенного внешне-

ра расхождения для данного направления лежит вы-

го поля с использованием СКВИД магнитометра.

ше комнатной. Различная температура магнитного

На рисунке 3а,b показаны зависимости магнитного

перехода для in-plane и out-of-plane направлений мо-

Письма в ЖЭТФ том 117 вып. 5 - 6

2023

Cовместная интеркаляция ультратонких пленок Fe и Co под буферный слой графена. . .

373

Рис. 3. (Цветной онлайн) (a), (b) - Кривые изотермического намагничивания M(H) полученной системы при различ-

ных температурах. (c), (d) - Температурная зависимость магнитной восприимчивости M(T ). ZFC (zero field cooling) -

охлаждение в нулевом поле. FC (field cooling) - охлаждение с приложением магнитного поля H = 1 kЭ

жет быть связана с анизотропей обменного взаимо-

таксии или поликристалличности, а также от под-

действия в этих направлениях.

ложки. В работе [64] было показано, что коэрци-

тивная сила для ультратонких пленок кобальта тол-

Основываясь на величинах коэрцитивных сил,

можно также провести анализ возможной стехиомет-

щиной 8-15 монослоев на кремниевой подложке со-

ставляет порядка 40-100 Э. Для ультратонких пле-

рии формируемых соединений. Коэрцитивная сила

H_C для направления in-plane в сформированной си-

нок железа, наносимых при низких температурах на

поверхность кремния, коэрцитивная сила также не

стеме составляет около 200 Э при комнатной тем-

превышает 100 Э [65]. Данные величины коэрцитив-

пературе, что является относительно высоким по-

ной силы существенно меньше тех, что наблюдаются

казателем по сравнению с эпитаксиальными трой-

для системы, полученной в настоящей работе.

ными [61, 62] и бинарными [31] силицидами, име-

ющими значение H_C на порядок ниже. Проведено

Таким образом, формирование FeSi и CoSi₂ со-

сравнение магнитных свойств полученной системы

единений, которое было обнаружено в результатах

с пленками чистых металлов Co и Fe, основываясь

РФЭС, подтверждается наличием характерных для

на величинах коэрцитивной силы. Магнитные свой-

FeSi скачков намагниченности на петлях гистерези-

ства тонких пленок Co или Fe сильно отличаются от

са. CoSi₂ при этом является немагнитным соедине-

объемных свойств ферромагнетика. Величина коэр-

нием даже в наноформах, поэтому не дает вклад в

цитивной силы зависит от толщины пленки, ее эпи-

магнитные свойства. Однако наблюдаемая в экспери-

Письма в ЖЭТФ том 117 вып. 5 - 6

2023

4^∗

374

С. О. Фильнов, Д. А. Естюнин, И. И. Климовских и др.

менте величина коэрцитивной силы в 200 Э при ком-

Предложенный способ формирования графен-

натной температуре не достижима ни в одном из пе-

содержащей системы со сравнительно высокой тем-

речисленных выше соединений. В связи с этим мож-

пературой магнитного упорядочения может быть ис-

но предположить образование соединений железа и

пользован в ряде научных и практических задач.

кобальта. Так как известно, что для сплавов Fe-Co

Например, в исследовании квантового аномального

коэрцитивная сила составляет около 200 Э при ком-

эффекта Холла в графене при повышенных темпера-

натной температуре [66], что хорошо согласуется с

турах, и, как следствие, в применении его в устрой-

величиной коэрцитивной силы, измеренной для дан-

ствах спинтроники и наноэлектроники. Также на ос-

ной системы. Стоит отметить, что коэрцитивная си-

нове полученной системы может быть изготовлен

ла и форма петли во многом определяются доменной

спиновый транзистор. В нем магнитный сплав мо-

структурой ферромагнетика. Последнее сильно зави-

жет выступать в роли “стока” для генерации спино-

сит от морфологии и формы кристаллитов в поли-

вого тока, а обладающий большой длиной спиновой

кристалле, а также от их типа и количества [67, 68].

релаксации графен в качестве среды для последуще-

Все эти факторы могут сильно влиять на величину

го трансфера данного тока к “истоку” транзистора.

H_C в формируемой системе. Принимая во внимание

4. Методы исследования. Перед синтезом об-

то, что частицы Fe-Co могут являться суперферро-

разец подготавливался с помощью обезгаживания

магнитными [55], не исключается формирование Fe-

путем нагрева в условиях сверхвысокого вакуума

Co сплава на границе между графеном и подложкой.

при температурах до 800^◦С. БСГ был синтезирован

Заключение. В данной работе был проведен

методом термической графитизации кремниевой по-

анализ системы, полученной в результате совмест-

верхности монокристаллического образца SiC(0001).

ной интеркаляции ультратонких пленок кобальта и

Толщина нанесенных слоев железа и кобальта кон-

железа под буферный слой графена, выращенный

тролировалась предварительной калибровкой источ-

на монокристалле карбида кремния. Интеркаляция

ников с помощью РФЭС. Синтез системы и измере-

проводилась посредством поочередного напыления

ния ДМЭ проводились на станции НАНОФЭС Кур-

чатовского комплекса синхротронных и нейтронных

ультратонких пленок металлов Fe и Co на нагретую

до 450^◦С подложку c последующим прогревом до

исследований (НИЦ “Курчатовский институт”) [69].

Предварительные работы по оптимизации техноло-

600^◦С в течение 15 мин. С помощью анализа рент-

геновских фотоэлектронных спектров было подтвер-

гии синтеза проводились в ресурсном центре “Физи-

ждено формирование системы графен/Fe-Co/SiC.

ческие методы исследования поверхности” Научного

Также было установлено, что интеркалированные

парка СПбГУ. Измерения РФЭС с угловым разре-

металлы образуют соединения с кремнием (FeSi,

шением для конечной системы проводились на уста-

CoSi₂) и друг с другом (Fe-Co). При помощи СКВИД

новке ESCALAB 250Xi в ресурсном центре “Физи-

магнитометра было показано наличие магнитного

ческие методы исследования поверхности” Научного

порядка вплоть до комнатной температуры. Стоит

парка СПбГУ. Передача полученной системы между

отметить, что при интеркаляции только одного из

камерой синтеза и камерой измерений проводилась

элементов (Fe или Co) под графен на SiC темпера-

при атмосферных условиях. Измерения магнитных

тура магнитного упорядочения не превышает 100 К.

свойств были проведены в ресурсном центре “Центр

Существенное увеличение температуры магнитного

диагностики функциональных материалов для ме-

упорядочения в полученной системе мы связываем

дицины, фармакологии и наноэлектроники” Науч-

с формированием под графеном магнитных ультра-

ного парка СПбГУ с использованием магнитометра

тонких сплавов железа и кобальта (Fe-Co). Свиде-

Quantum Design “MPMS SQUID VSM”.

тельством формирования данных сплавов является

Работа была выполнена в рамках финансовой

широкая (около 200 Э) петля гистерезиса в зависи-

поддержки Санкт-Петербургского государственно-

мости M(H) при комнатной температуре. Также бы-

го университета (грант #94031444) и Российско-

ло показано, что графен выполняет защитные функ-

го научного фонда (грант #18-12-00062). Климов-

ции в системе. Так, после экспозиции сформирован-

ских И.И. благодарит поддержку программы стра-

ной системы при атмосферных условиях в ней не на-

тегического академического лидерства “Приоритет

блюдалось формирование оксидов железа и кобаль-

2030” (#075-02-2021-1316 30.09.2021).

та. Было обнаружено небольшое количество SiO₂,

появление которого скорее связано с формированием

кластеров Si на поверхности графена и дальнейшим

1. A. K. Geim and K. S. Novoselov, Nat. Mater. 6, 183

окислением.

(2007).

Письма в ЖЭТФ том 117 вып. 5 - 6

2023

Cовместная интеркаляция ультратонких пленок Fe и Co под буферный слой графена. . .

375

M. J. Allen, V. C. Tung, and R. B. Kaner, Chem. Rev.

22.

A. V. Fedorov, A. Yu. Varykhalov, A. M. Dobrotvorskii,

110, 132 (2010).

A. G. Chikina, V. K. Adamchuk, and D. Yu. Usachov,

A.M. Shikin, V. K. Adamchuk, S. Siebentritt,

Phys. Solid State 53, 1952 (2011).

K.-H. Rieder, S. L. Molodtsov, and C. Laubschat,

23.

Y. Zhang, L. Zhang, and C. Zhou, Acc. Chem. Res. 46,

Phys. Rev. B 61, 7752 (2000).

2329 (2013).

A.M. Shikin, D. Farias, V. K. Adamchuk, and

24.

D. Yu. Usachov, K. A. Bokai, D.E. Marchenko,

K. H. Rieder, Surf. Sci. 424, 155 (1999).

A. V. Fedorov, V. O. Shevelev, O. Yu. Vilkov,

E. Yu. Kataev, L. V. Yashina, E. Rühl, C. Laubschatf,

S. K. Tiwari, S. Sahoo, N. Wang, and A. Huczko,

and D. V. Vyalikh, Nanoscale 10, 12123 (2018).

Journal of Science: Advanced Materials and Devices 5,

25.

I. I. Klimovskikh, M. M. Otrokov, V. Yu. Voroshnin,

1 (2020).

D. Sostina, L. Petaccia, G. Di Santo, S. Thakur,

D.-D. Wu and H.-H. Fu, Nanotechnology 32, 245703

E. V. Chulkov, and A. M. Shikin, ACS Nano 11, 368

(2021).

(2017).

C. L. Kane and E. J. Mele, Phys. Rev. Lett. 95, 226801

26.

Y. Wang, F. Qing, Y. Jia, Y. Duan, Ch. Shen, Y. Hou,

(2005).

Y. Niu, H. Shi, and X. Li, Chemical Engineering Journal

P. Högl, T. Frank, K. Zollner, D. Kochan, M. Gmitra,

405, 127014 (2021).

and J. Fabian, Phys. Rev. Lett. 124, 136403 (2020).

27.

D. A. Estyunin, I. I. Klimovskikh, V.Yu. Voroshnin,

A.V. Fedorov, N. I. Verbitskiy, D. Haberer, C. Struzzi,

D. M. Sostina, L. Petaccia, G. Di Santo, and

L. Petaccia, D. Usachov, O. Y. Vilkov, D. V. Vyalikh,

A. M. Shikin, JETP 125, 762 (2017).

J. Fink, M. Knupfer, B. Büchner, and A. Grüneis, Nat.

28.

M. M. Otrokov, I. I. Klimovskikh, F. Calleja,

Commun. 5, 3257 (2014).

A. M. Shikin, O. Vilkov, A. G. Rybkin, D. Estyunin,

10.

B. M. Ludbrook, G. Levy, P. Nigge et al. Collaboration),

S. Muff, J. H. Dil, A.L. Vázquez de Parga, R. Miranda,

Proceedings of the National Academy of Sciences 112,

H. Ochoa, F. Guinea, J. I. Cerdá, E. V. Chulkov, and

11795 (2015).

A. Arnau, 2D Materials 5, 035029 (2018).

11.

X. Du, I. Skachko, A. Barker, and E. Y. Andrei, Nature

29.

C. Berger, Zh. Song, T. Li, X. Li, A. Y. Ogbazghi,

Nanotech. 3, 491 (2008).

R. Feng, Zh. Dai, A. N. Marchenkov, E. H. Conrad,

Ph. N. First, and W. A. de Heer, J. Phys. Chem. B 108,

12.

L. Banszerus, M. Schmitz, S. Engels, M. Goldsche,

K. Watanabe, T. Taniguchi, B. Beschoten, and

19912 (2004).

Ch. Stampfer, Nano Lett. 16, 2 (2016).

30.

M. G. Mynbaeva, A. A. Lavrent’ev, and K. D. Mynbaev,

Semiconductors 50, 138 (2016).

13.

M. Drögeler, Ch. Franzen, F. Volmer, T. Pohlmann,

L. Banszerus, M. Wolter, K. Watanabe, T. Taniguchi,

31.

C. Riedl, C. Coletti, and U. Starke, J. Phys. D 43,

374009 (2010).

Ch. Stampfer, and B. Beschoten, Nano Lett. 16, 3533

(2016).

32.

K. V. Emtsev, F. Speck, T. Seyller, L. Ley, and

J. D. Riley, Phys. Rev. B 77, 155303 (2008).

14.

M. Venkata Kamalakar, Ch. Groenveld, A. Dankert, and

S. P. Dash, Nat. Commun. 6, 6766 (2015).

33.

D. De Fazio, D.G. Purdie, A.K. Ott, Ph. Braeuninger-

Weimer, T. Khodkov, S. Goossens, T. Taniguchi,

15.

S. Sato, Jpn. J. Appl. Phys. 54, 4 (2015).

K. Watanabe, P. Livreri, F. H. L. Koppens, S. Hofmann,

16.

E. C. Ahn, npj 2D Mater. Appl. 4, 17 (2020).

I. Goykhman, A.C. Ferrari, and A. Lombardo, ACS

17.

A.G. Rybkin, A.A. Rybkina, M. M. Otrokov,

Nano 13, 8926 (2019).

O. Yu. Vilkov, I. I. Klimovskikh, A. E. Petukhov,

34.

A. A. Rybkina, S. O. Filnov, A. V. Tarasov,

M. V. Filianina, V. Yu. Voroshnin, I. P. Rusinov,

D. V. Danilov, M. V. Likholetova, V.Yu. Voroshnin,

A. Ernst, A. Arnau, E. V. Chulkov, and A. M. Shikin,

D. A. Pudikov, D. A. Glazkova, A. V. Eryzhenkov,

Nano Lett. 18(3), 1564 (2018).

I. A. Eliseyev, V. Yu. Davydov, A. M. Shikin, and

18.

A.G. Rybkin, A. V. Tarasov, A. A. Rybkina,

A. G. Rybkin, Phys. Rev. B 104, 155423 (2021).

D. Yu. Usachov, A. E. Petukhov, A.V. Eryzhenkov,

35.

S. J. Sung, J. W. Yang, P. R. Lee, J. G. Kim, M. T. Ryu,

D. A. Pudikov, A. A. Gogina, I. I. Klimovskikh,

H. M. Park, G. Lee, C. C. Hwang, K.S. Kim, J. S. Kima,

G. Di Santo, L. Petaccia, A. Varykhalov, and

and J. W. Chung, Nanoscale 6, 3824 (2014).

A.M. Shikin, Phys. Rev. Lett. 129, 226401 (2022).

36.

S. O. Filnov, A. A. Rybkina, A. V. Tarasov,

19.

Y.G. Semenov, K. W. Kim, J. M. Zavada, Appl. Phys.

A. V. Eryzhenkov, I. A. Eliseev, V.Yu. Davydov,

Lett. 91, 15 (2007).

A. M. Shikin, and A. G. Rybkin, JETP 134, 188 (2022).

20.

S. Bae, H. Kim, Y. Lee, et al. (Collaboration), Nature

37.

K. Shen, H. Sun, J. Hu, et al., The Journal of Physical

Nanotechnology 5, 574 (2010).

Chemistry C 122, 37 (2018).

21.

H. Ago, Y. Ito, N. Mizuta, K. Yoshida, B. Hu,

38.

M. V. Gomoyunova, G. S. Grebenyuk, V. Yu. Davydov,

C. M. Orofeo, M. Tsuji, K.-i. Ikeda, and S. Mizuno, ACS

I. A. Ermakov, I. A. Eliseyev, A.A. Lebedev,

Nano 4, 7407 (2010).

S. P. Lebedev, E. Yu. Lobanova, A.N. Smirnov,

Письма в ЖЭТФ том 117 вып. 5 - 6

2023

376

С. О. Фильнов, Д. А. Естюнин, И. И. Климовских и др.

D. A. Smirnov, and I. I. Pronin, Phys. Solid State 60,

54.

A. Zeleňková, V. Zeleňák, I. Mat’ko, M. Strečková,

1439 (2018).

P. Hrubovčák, and J. Kováč, J. Appl. Phys. 116, 033907

39.

G. S. Grebenyuk, E. Yu. Lobanova, D. A. Smirnov,

(2014).

I. A. Eliseyev, A. V. Zubov, A. N. Smirnov, S. P. Lebe-

55.

S. Bedanta and W. Kleemann, J. Phys. D: Appl. Phys.

dev, V. Yu. Davydov, A. A. Lebedev, and I. I. Pronin,

42, 013001 (2009).

Phys. Solid State 61(7), 1374 (2019).

56.

O. Sendetskyi, L. Anghinolfi, V. Scagnoli, G. Möller,

40.

N.A. Anderson, M. Hupalo, D. Keavney,

N. Leo, A. Alberca, J. Kohlbrecher, J. Lüning, U. Staub,

M. C. Tringides, and D. Vaknin, Phys. Rev. Materials

and L. J. Heyderman, Phys. Rev. B 93, 224413 (2016).

1, 054005 (2017).

57.

M. Perzanowski, A. Zarzycki, J. Gregor-Pawlowski, and

41.

P. D. Bentley, T. W. Bird, A. P. J. Graham, O. Fossberg,

M. Marszalek, ACS Appl. Mater. Interfaces 8, 28159

(2016).

S. P. Tear, and A. Pratt, AIP Adv. 11, 025314 (2021).

58.

Ch.-Y. Yang, Sh.-M. Yang, Y.-Y. Chen, and K.-Ch. Lu,

42.

N.A. Anderson, M. Hupalo, D. Keavney, M. Tringides,

Nanoscale Res. Lett. 15, 197 (2020).

and D. Vaknin, J. Magn. Magn. Mater. 474, 666 (2019).

59.

K. Seo, K.S. K. Varadwaj, P. Mohanty, S. Lee, Y. Jo,

43.

V.N. Narozhnyi and V.N. Krasnorussky, JETP 116,

M.-H. Jung, J. Kim, and B. Kim, Nano Lett. 7(5), 1240

780 (2013).

(2007).

44.

E. V. Ganapathy, K. Kugimiya, H. Steinfink, and

60.

M. Ziese, I. Vrejoiu, and D. Hesse, Appl. Phys. Lett. 97,

D. I. Tchernev, Journal of the Less Common Metals 44,

052504 (2010).

245 (1976).

61.

V. Asvini, G. Saravanan, R.K. Kalaiezhily, and

45.

I. Goldfarb, F. Cesura, and M. Dascalu, Adv. Mater 30,

K. Ravichandran, AIP Conf. Proc. 1942, 1 (2018).

1800004 (2018) .

62.

W. Zhu, Zh. Zhu, D. Li, G. Wu, L. Xi, Q. Y. Jin, and

46.

A.J. van Bommel, J. E. Crombeen, and A. van Tooren,

Z. Zhang, Journal J. Magn. Magn. Mater. 479, 179

Surf. Sci. 48, 463 (1975).

(2019).

47.

J. N. Hausmann, R. Beltrán-Suito, S. Mebs, V. Hlukhyy,

63.

I. Goldfarb, F. Cesura, and M. Dascalu, Adv. Mater.

Th. F. Fässler, H. Dau, M. Driess, and P. W. Menezes,

30(41), 1800004 (2018).

Adv. Mater. 33, 27, 2008823 (2021).

64.

H. Xu, A. C. H. Huan, A. T. S. Wee, and D. M. Tong,

48.

D. S. Jensen, S. S. Kanyal, and N. Madaan, Surface

Solid State Commun. 126, 659 (2003).

Science Spectra 20, 36 (2013).

65.

H. Xu, A. C. H. Huan, A. T. S. Wee, and D. M. Tong,

49.

H.-f. Li, S. Dimitrijev, D. Sweatman, H. Barry Harrison,

J. Appl. Phys. 109, 023908 (2011).

and Ph. Tanner, J. Appl. Phys. 86, 4316 (1999).

66.

Z. J. Huba, K. J. Carroll, and E. E. Carpenter, J. Appl.

50.

JooHyung Kim, JungYup Yang, JunSeok Lee and

Phys. 109, 07B514 (2011).

JinPyo Hong, Appl. Phys. Lett. 92, 013512 (2008).

67.

T. Hasegawa, Journal of Applied Physics Electronics

51.

V. Kinsinger, I. Dezsi, P. Steiner, and G. Langouche,

and Communications in Japan 104, 2 (2021).

J. Phys. Condens. Matter 2, 22 (1990).

68.

M. Belusky, S. Lepadatu, J. Naylor, and M. Vopson,

52.

M. C. Biesinger, B. P. Payne, A. P. Grosvenor,

Physica B: Condensed Matter 574, 411666 (2019).

L. W. M. Lau, A. R. Gerson, and R. St. C. Smart,

69.

A. M. Lebedev, K. A. Menshikov, V. G. Nazin,

Applied Surface Science 257, 2717 (2011).

V. G. Stankevich, M. B. Tsetlin, and R. G. Chumakov,

53.

Y. Shin, D.A. Tuan, Y. Hwang, T. V. Cuong, and

Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron

S. Cho, J. Appl. Phys. 113, 17C306 (2013).

and Neutron Techniques 15, 1039 (2021).

Письма в ЖЭТФ том 117 вып. 5 - 6

2023