MBE growth and characterization of Co nanostructures on GaAs(001)+20 substrate

MBE growth and characterization of Co nanostructures on GaAs(001)+20 substrate

Author

Al-Maamariyah, Muna Darwish Abdullah

Publisher

Sultan Qaboos University

Gregorian

2011

Language

English

Subject

Physics

English abstract

In this study, cobalt nanostructures were grown epitaixaly on vicinal undoped GaAs (001) + 2° substrates at temperatures in the range from room temperature to 550 C for different deposition times (10 seconds - 15 minutes). The samples were characterized using in-situ techniques such as RHEED (Reflection High Energy Electron Diffraction) and XPS (X-ray Photoemission Spectroscopy). The morphology and the roughness were investigated using ex-situ AFM (Atomic Force Microscopy). The magnetic domains of the cobalt on the surface were studied by ex situ MFM (Magnetic Force Microscopy). It is found that, at room temperature random or Island growth mode occurred. The roughness of the sample grown at 200°C substrate is less than that for the room temperature substrate. The 350°C is the suitable substrate temperature to obtain the layer by layer growth mode of cobalt on GaAs(001) and this sample is more rough than the sample grown at 200°C substrate. The suitable temperature for MBE growth of cobalt at which minimum roughness is satisfied is about (250 = 50)°C.

Member of

Theses and Dissertations

Resource URL

https://hdl.handle.net/20.500.12408/1787

Arabic abstract

في هذه الدراسة تم استخدام تقنية (Molecular Beam Epitaxiy) لتكوين تراكيب ذرية رقيقة من مادة الكوبالت على سطح شبه موصل نقي مدرج هو (20+ (001) GaAs) في درجات حرارة مختلفة في مدى يترواح بين درجة حرارة الغرفة ودرجة حرارة 550م في فترات نمو مختلفة (10ثوان - 15 دقيقة). و قد درست العينات بواسطة تقنية (RHEED) و تقنية (XPS) كتقنيات داخلية في غرفة Ultra High)
(Vacuumوقد حدد الشكل الحقيق لمعالم السطح بواسطة مجهر القوة الذرية (AFM) وحسبت متوسطات خشونة اسطح العينات المحضرة بطريقة تحليلية باستخدام (PSD). و قد وجد أنه في درجة حرارة الغرفة يحدث النمط العشوائي لنمو الكوبالت أو ما يسمى بنمط الجزر ثلاثية الأبعاد. كما صورت المناطق المغناطيسية المادة الكوبالت بواسطة مجهر القوة المغناطيسية (MFM) خارج غرفة (UHV). و قد أوضحت نتائج الدراسة أن خشونة السطح في حالة نمو الكوبالت على سطح درجة حرارته 200م أقل من خشونته عندما يكون النمو عند درجة حرارة الغرفة. كذلك وفقا لنتائج الدراسة فإنه عندما تكون درجة حرارة شبه الموصل 350م ، تكون هذه الدرجة مناسبة لتحقيق نمو الكوبالت بنظام طبقة فوق أخرى. ووجد أن سطح هذه العينة الخشن من العينة المحضرة على سطح درجة حرارته 200م. و استنتجت الدراسة أنه يمكن تحقيق أقل خشونة للسطح عندما ينمو الكوبالت على شبه موصل درجة حرارته (250+50) م .