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利用X射线衍射(XRD)和X射线吸收近边结构(XANES)方法研究了在Si(100)衬底上及600℃温度条件下用分子束外延(MBE)共蒸发方法生长的MnxSi1-x磁性薄膜的结构.由XRD结果表明，只有在高Mn含量(8％和17％)样品中存在着Mn4Si7化合物物相.而XANES结果则显示，对于Mn浓度在0.7%到17%之间的MnxSi1-x样品，其Mn原子的XANES谱表现出了一致的谱线特征.基于多重散射的XANES理论计算进一步表明，只有根据Mn4Si7模型计算出的理论XANES谱才能够很好的重构出MnxSi1-x样品的实验XANES谱.这些研究结果说明在MnxSi1-x样品中，Mn原子主要是以镶嵌式的Mn4Si7化合物纳米晶颗粒存在于Si薄膜介质中，几乎不存在间隙位和替代位的Mn原子.

关键词:
MnxSi1-x磁性薄膜/

分子束外延/

XRD/

XANES
Abstract
The structure of MnxSi1-x magnetic semiconductor thin films prepared by molecular beam epitaxy(MBE) on Si(100) substrate at 600 ℃ has been studied by X-ray diffraction (XRD) and X-ray absorption near edge structure (XANES) technique. The XRD results show that in the MnxSi1-x thin films with high Mn doping concentrations (x=0.08 and 0.17), only diffraction peaks of crystalline Mn4Si7 are observed. XANES results indicate that all the Mn K-edge XANES spectra of MnxSi1-x thin films with different Mn doping concentrations (x=0.007, 0.03, 0.08 and 0.17) show the similar feature. XANES calculation based on multiple-scattering theory further reveals that the experimental spectra for samples with different Mn doping concentrations are reproduced by the calculated Mn4Si7 spectrum. These results reveal that for the MnxSi1-x magnetic semiconductor thin films, Mn atoms mainly exist in the Si thin film substrate in the form of Mn4Si7 nanocrystalline grains, the substitutional or interstitial Mn atoms scarcely exist.

Keywords:
MnxSi1-x magnetic semiconductor thin film/

MBE/

XRD/

XANES
作者及机构信息
任鹏,

刘忠良,

叶剑,

姜泳,

刘金锋,

孙玉,

徐彭寿,

孙治湖,

潘志云,

闫文盛,

韦世强

1.

基金项目:国家自然科学基金重点项目(批准号：10635060)，国家自然科学基金(批准号：10725522)资助的课题.
Authors and contacts
Ren Peng,

Liu Zhong-Liang,

Ye Jian,

Jiang Yong,

Liu Jin-Feng,

Sun Yu,

Xu Peng-Shou,

Sun Zhi-Hu,

Pan Zhi-Yun,

Yan Wen-Sheng,

Wei Shi-Qiang

1.
参考文献

施引文献

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