異なる結晶方位のMgO単結晶基板上に形成したエピタキシャルFe-Al合金薄膜の構造解析

摘要

Fe_(100-x)Al_x(x=0～30 at.％)合金薄膜を室温から600°CでMgO(001),(110),(111)基板上に成長させ，基板結晶方位，組成，成長温度が膜成長と構造に及ぼす影響を調べた.MgO(001)基板上ではbcc(001)単結晶膜が得られ，MgO(110)基板上ではbcc(211)双結晶膜が形成された.MgO(111)基板上には，Nishiyama-WassermanとKurdjumov-Sachsの関係と類似の結晶方位関係を持つ2タイプのバリアントからなるbcc(110)膜がエピタキシヤル成長した.そして，x≤20 at.％のFe_(100-x)Al_x合金膜は不規則bcc格子のA2相から構成されたのに対して，Fe_(70)Al_(30)合金膜では規則bcc格子のB2相が含まれた.Al組成および成長温度の増加に伴い，規則相の形成が促進された.また，基板結晶方位と組成に関わらず，成長温度の増加に伴い，表面起伏が増加し，600°Cで成長した膜はファセットが発達した島状の結晶から構成された.