Аннотация
Впервые методами рентгеновской рефлектометрии, ИК-спектроскопии и атомно-силовой микроскопии, (АСМ) проведено комплексное исследование структуры и состава нанослоев SiC. Пленки SiC были синтезированы новым методом топохимического замещения атомов подложки при различных температурах и давлениях рабочего газа CO на поверхности высокоомного, низкодислокационного монокристаллического кремния n-типа ориентации (111). На основании анализа и обобщения экспериментальных данных, полученных с использованием методов рентгеновской рефлектометрии, ИК-спектроскопии и АСМ предложена структурная модель пленок SiC на Si. Согласно данной модели пленки карбида кремния состоят из ряда параллельных подложке слоев, напоминающих "слоеный пирог". Экспериментально определен состав и толщина каждого слоя, входящего в структуру пленки. Обнаружено, что во всех образцах присутствует в сверхстехиометрическом состоянии углерод, однако, его структура существенно различна для образцов, синтезированных при температурах 1250oC и 1330oC, соответственно. В первом случае поверхность пленок насыщена кремниевыми вакансиями и углеродом, находящимся в структурно "рыхлой" форме, напоминающей углерод в состоянии HOPG. В пленках, выращенных при температуре 1330oC, углерод находится в плотной структуре, приближающейся по плотности к алмазу. С.А. Кукушкин и А.В. Осипов благодарят за финансовую поддержку РФФИ (гранты NN 15-0306155, 16-29-03149-офи-м). Нусупов К.Х., Бейсенханов Н.Б. и Бакранова Д.И. благодарят за финансовую поддержку Комитет науки МОН РК (гранты ГР NN 0262/ГФ4, 4327/ГФ4; 2015-2017 гг.). Часть экспериментальных исследований проводились при использовании оборудования Уникальной научной установки (УНУ) "Физика, химия и механика кристаллов и тонких пленок" ФГУН ИПМаш РАН. DOI: 10.21883/FTT.2017.05.44391.379