Интеркалирование графена на карбиде кремния кобальтом

Исследован процесс интеркалирования кобальтом однослойного графена, выращенного на политипе 4$H$-SiC(0001). Эксперименты проведены in situ в условиях сверхвысокого вакуума методами фотоэлектронной спектроскопии высокого энергетического разрешения с использованием синхротронного излучения и дифракции медленных электронов. Номинальные толщины наносимых слоев кобальта варьировались в диапазоне 0.2–5 nm, а температура образцов – от комнатной до 800$^\circ$C. Показано, что отжиг пленок Со, напыленных на графен при комнатной температуре, в отличие от пленок Fe, не приводит к интеркалированию графена кобальтом. Формирование интеркаляционной системы графен–кобальт–SiC обнаружено при нанесении атомов Со на образцы, нагретые до температур выше $\sim$400$^\circ$C. Этим способом под графеном сформированы пленки кобальта толщиной до 2 nm и показано, что они намагничиваются вдоль поверхности при толщинах более 1.3 nm. Обнаружено, что интеркалирование графена кобальтом сопровождается химическим взаимодействием атомов Со с карбидом кремния, приводящим к синтезу силицидов кобальта. При температурах более 500$^\circ$C рост пленок кобальта под графеном лимитируется диффузией атомов Со в объем карбида кремния.