Интеркалирование графена, сформированного на карбиде кремния, атомами железа

Исследован процесс интеркалирования железом однослойного графена, выращенного на 4$H$-SiC(0001). Эксперименты проведены in situ в условиях сверхвысокого вакуума c применением методов дифракции медленных электронов, фотоэлектронной спектроскопии высокого энергетического разрешения с использованием синхротронного излучения и спектроскопии рентгеновского поглощения вблизи $K$-края углерода. Толщины наносимых пленок железа варьировались в диапазоне 0.1 – 2 nm, а температура образцов – от комнатной до 700$^\circ$C. Показано, что процесс интеркалирования начинается при температурах выше $\sim$350$^\circ$C. При этом обнаружено, что интеркалированные атомы Fe локализуются не только между графеном и буферным слоем, покрывающим SiC, но и под самим буферным слоем. Оптимальные условия интеркалирования реализуются в диапазоне 400 – 500$^\circ$C, т. к. при более высоких температурах система становится нестабильной из-за химического взаимодействия интеркалированного железа с карбидом кремния. Продемонстрирована инертность интеркалированных пленок к воздействию кислорода.