分子束外延的特點(diǎn)介紹

日期：2025-09-01 17:32

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摘要：

分子束外延（MBE）是新發(fā)展起來的外延制膜方法，也是一種特殊的真空鍍膜工藝。外延是一種制備單晶薄膜的新技術(shù)，它是在適當(dāng)?shù)囊r底與合適的條件下，沿襯底材料晶軸方向逐層生長薄膜的方法。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：使用的襯底溫度低，膜層生長速率慢，束流強(qiáng)度易于**控制，膜層組分和摻雜濃度可隨源的變化而迅速調(diào)整。用這種技術(shù)已能制備薄到幾十個原子層的單晶薄膜，以及交替生長不同組分、不同摻雜的薄膜而形成的超薄層量子顯微結(jié)構(gòu)材料。
（1）生長速率極慢，大約1um/小時，相當(dāng)于每秒生長一個單原子層，因此有利于實(shí)現(xiàn)**控制厚度、結(jié)構(gòu)與成分和形成陡峭的異質(zhì)結(jié)構(gòu)等。實(shí)際上是一種原子級的加工技術(shù)，因此MBE特別適于生長超晶格材料。

（2）外延生長的溫度低，因此降低了界面上熱膨脹引入的晶格失配效應(yīng)和襯底雜質(zhì)對外延層的自摻雜擴(kuò)散影響。

（3）由于生長是在超高真空中進(jìn)行的，襯底表面經(jīng)過處理可成為完全清潔的，在分子束外延過程中可避免沾污，因而能生長出質(zhì)量極好的外延層。在分子束外延裝置中，一般還附有用以檢測表面結(jié)構(gòu)、成分和真空殘余氣體的儀器，可以隨時監(jiān)控外延層的成分和結(jié)構(gòu)的完整性，有利于科學(xué)研究.

（4）MBE是一個動力學(xué)過程，即將入射的中性粒子（原子或分子）一個一個地堆積在襯底上進(jìn)行生長，而不是一個熱力學(xué)過程，所以它可以生長按照普通熱平衡生長方法難以生長的薄膜。

（5）MBE是一個超高真空的物理沉積過程，既不需要考慮中間化學(xué)反應(yīng)，又不受質(zhì)量傳輸?shù)挠绊懀⑶依每扉T可以對生長和中斷進(jìn)行瞬時控制。因此，膜的組分和摻雜濃度可隨源的變化而迅速調(diào)整。

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