Формирование графеноподобного слоя SiN на поверхности (111)Si

Исследована кинетика образования и термического разложения двумерного нитридного слоя SiN-(8 $\times$ 8) на поверхности (111)Si. Структура SiN-(8 $\times$ 8) является метастабильной промежуточной фазой при нитридизации кремния с образованием стабильной аморфной фазы Si$_{3}$N$_{4}$. Исследование структуры SiN-(8 $\times$ 8) методом сканирующей туннельной микроскопии показывает ее сложное строение, она состоит из адсорбционной фазы (8/3 $\times$ 8/3) с латеральным периодом 10.2 $\mathring{\mathrm{A}}$ и сотовой структуры со стороной шестиугольника $\sim$6 $\mathring{\mathrm{A}}$, который развернут относительно адсорбционной фазы на 30$^\circ$. Измерена ширина запрещенной зоны SiN-(8 $\times$ 8), она равна $\sim$2.8 эВ, что меньше в сравнении с шириной запрещенной зоны кристаллической фазы $\beta$-Si$_{3}$N$_{4}$ 5.3 эВ. Измерены межплоскостные расстояния в структуре (AlN)$_{3}$/(SiN)$_{2}$ на поверхности (111)Si, равные 3.3 $\mathring{\mathrm{A}}$ в SiN и 2.86 $\mathring{\mathrm{A}}$ в AlN. Такие межплоскостные расстояния указывают на слабое ван-дер-ваальсово взаимодействие между слоями. Предложена модель структуры SiN-(8 $\times$ 8) как плоского графеноподобного слоя, удовлетворяющая как дифракционным, так и микроскопическим данным.