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分子束外延(MBE)的發展前景

2021.4.20

  分子束外延自20世紀60年代末在真空蒸鍍的基礎上產生以來,發展十分迅速。其中之一是引入氣態的分子束源,構成所謂化學束外延(CBE)。用砷烷(AsH3)和磷烷(PH3)生長InGaAsP等四元材料,或將金屬有機化合物引入分子束源形成所謂金屬有機化合物分子束外延(MOMBE)。這兩項新技術是把MBE和發展很快的金屬有機化合物氣相沉積(MOCVD)技術相結合,進一步改進了MBE的生長和控制能力。

  把分子束外延和脈沖激光結合起來,發展成所謂激光分子束外延(L-MBE)技術。它是用激光照射靶來代替分子(原子)束源,更容易實現對蒸發過程精確的控制,顯示了比常規分子束外延更加廣闊的應用前景。

  分子束外延可能的應用領域由:在高溫超導薄膜和器件的研究和應用方面將由于L-MBE能夠人工控制原子層的有秩序堆積,可以外延生長發揮重要作用,出含有幾個原子層組成絕緣層(I)的YBCO/I/YBCO夾心結構,具備研制三層夾心型超導隧道結的條件; 外延生長含有低熔點、易揮發的多元化合物半導體薄膜,在精確調整化合物成分比以便調節隙寬度方面具有優勢;人工合成具有特殊層狀晶體結構的新型材料,探索新型高溫超導體或具有特殊性質的新材料;激光分子束外延在研究和發展多元金屬間化合物、亞穩態材料方面也可能有應用的前景。

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