Интеркаляционный синтез силицидов кобальта под графеном, выращенным на карбиде кремния

Исследован процесс формирования силицидов кобальта в области интерфейса графен-карбид кремния путем интеркалирования кобальтом и кремнием однослойного графена, выращенного на политипах 4$H$- и 6$H$-SiC(0001). Эксперименты проведены in situ в условиях сверхвысокого вакуума. Анализ образцов проводился методами фотоэлектронной спектроскопии высокого энергетического разрешения с использованием синхротронного излучения и дифракции медленных электронов, а также методами комбинационного рассеяния света, атомно-силовой и кельвин-зондовой микроскопии. Толщина наносимых слоев кобальта и кремния варьировалась в диапазоне до 2 nm, а температура образцов – от комнатной до 1000$^\circ$С. Обнаружено, что атомы Со и Si, нанесенные на нагретые образцы, проникают под графен и локализуются между буферным слоем и подложкой, что приводит к трансформации буферного слоя в дополнительный слой графена. Показано, что результатом интеркалирования системы кобальтом и кремнием является формирование под двухслойным графеном твердого раствора Co–Si и силицида CoSi, покрытых поверхностной фазой Co$_{3}$Si. Продемонстрирована возможность изменения толщины и состава формируемых силицидных пленок варьированием количества интеркалируемых материалов и очередности их нанесения.