通过SrTiO?(001)基底上的氧清除实现EuO外延生长：SrTiO?厚度与温度的影响

摘要： EuO/SrTiO3异质结是铁磁材料与二维电子体系的理想组合。我们在超高真空条件下研究了Eu金属在具有不同SrTiO3（STO）厚度的SrTiO3/Si伪衬底上的沉积过程。通过改变STO层厚度（2-10纳米）和沉积温度（20-300°C），探究了Eu从STO中攫取氧的机制。采用原位X射线光电子能谱分析了标称Eu/STO/Si叠层的电子结构。研究发现：当沉积在较厚STO（6-10纳米）上时，Eu会形成外延EuO相，同时留下约4纳米厚的严重缺氧SrTiO3-δ层；但若STO层厚度与攫取深度相当或更薄，在高温（300°C）沉积时会导致STO晶体结构破坏并引发Eu、Si与STO间的固态反应。而在低温（20°C）下仅生长1-2纳米厚的EuO中间层，其上方Eu金属能保持稳定。本研究阐明了不同条件下的生长过程，为该体系的优化控制提供了理论依据。