Atomic Layer Control of the Bi Based Superconducting Thin Film by MBE Method with Monitoring the XPS Signal

Abstract

Atomic layer control of each component material is indispensable for the low temperature epitaxial growth of Bi based superconducting thin film on a single crystal MgO substrate by sequential multilayer deposition method with MBE apparatus.However, it is not always easy to control the number of atoms equal to be a single atomic layer by the conventional control of evaporation time. In this experiment, we tried to find the optimum substrate temperature for the deposition of only one atomic layer. We have obtained the substrate temperature for the deposition of Bi mono-layer on the MgO substrate. However, we have not found the good condition for deposition of Sr mono-layer.MBE装置を用いてMgO単結晶基板上にBi系超伝導薄膜を低温でエピタキシャル成長させるには，各ターゲット材料の単原子層制御は必要不可欠な技術である。しかし，従来のような蒸着源シャッタの開放時間による単原子層制御は，単原子層分だけの原子数を制御することは必ずしも容易ではない。本実験では，単原子だけが堆積する最適な基板温度を見いだすことを試みた。BiについてはMgO基板上に単原子層だけ付着する基板温度を見いだした。しかし，Srの単原子層だけが堆積する良い条件を見いだせなかった