التفاعلات بين الأغشية الرقيقة من أكاسيد المعادن الأرضية النادرة وركائز السيليكون

تم نمو أغشية أكاسيد المعادن الأرضية النادرة (Ln2O3؛ Ln=Y, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Er, Tm, وYb) بسمك يتراوح بين 20 و30 نانومتر على ركائز السيليكون باستخدام طريقة التحلل الحراري. وقد وجدنا أن طبقة سيليكات (LnSiO) وطبقة أكسيد السيليكون تم تشكيلها عند الواجهة بين الأكاسيد والركائز بعد عمليات التلدين اللاحقة. زادت امتصاص الأشعة تحت الحمراء لرابطات Si–O–Ln مع ارتفاع درجة حرارة التلدين اللاحق. وكان تشكيل رابطات Si–O–Ln يعتمد بشدة على أنصاف أقطار الأيونات للعناصر الأرضية النادرة. نستنتج أن طبقة السيليكات عند السطح يمكن أن تتشكل بسهولة من خلال تفاعل مع ذرات السيليكون التي تنتشر من الركيزة للأكاسيد ذات أنصاف الأقطار الأيونية الأكبر. وذلك لأن مثل هذه الأكاسيد قد تحتوي على مساحة أكبر بين الذرات. كما زادت كمية روابط Si–O–Si أيضاً بعد التلدين اللاحق. وكان الزيادة في روابط Si–O–Si لـ Ln2O3 مستقلة عن العناصر، وتكاد تكون مماثلة للزيادات في Ta2O5 وZrO2.