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分子束外延(MBE)的发展前景

2021.4.20

  分子束外延自20世纪60年代末在真空蒸镀的基础上产生以来,发展十分迅速。其中之一是引入气态的分子束源,构成所谓化学束外延(CBE)。用砷烷(AsH3)和磷烷(PH3)生长InGaAsP等四元材料,或将金属有机化合物引入分子束源形成所谓金属有机化合物分子束外延(MOMBE)。这两项新技术是把MBE和发展很快的金属有机化合物气相沉积(MOCVD)技术相结合,进一步改进了MBE的生长和控制能力。

  把分子束外延和脉冲激光结合起来,发展成所谓激光分子束外延(L-MBE)技术。它是用激光照射靶来代替分子(原子)束源,更容易实现对蒸发过程精确的控制,显示了比常规分子束外延更加广阔的应用前景。

  分子束外延可能的应用领域由:在高温超导薄膜和器件的研究和应用方面将由于L-MBE能够人工控制原子层的有秩序堆积,可以外延生长发挥重要作用,出含有几个原子层组成绝缘层(I)的YBCO/I/YBCO夹心结构,具备研制三层夹心型超导隧道结的条件; 外延生长含有低熔点、易挥发的多元化合物半导体薄膜,在精确调整化合物成分比以便调节隙宽度方面具有优势;人工合成具有特殊层状晶体结构的新型材料,探索新型高温超导体或具有特殊性质的新材料;激光分子束外延在研究和发展多元金属间化合物、亚稳态材料方面也可能有应用的前景。

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