薄膜的制备方法-分子束外延(MBE)

薄膜的制备方法:

薄膜是指附着在某一基体材料上起某种特殊作用,且与基体材料具有一定结合强度的薄层材料。各种块体材料都能以薄膜形态存在,大多数磁性存储器件都和磁性薄膜有关。特别是近些年来,大规模的信息和多媒体时代,各种电子信息的交换与存储要求器件存储密度更高,速度更快,消耗功率更低,尺寸更小。薄膜的发展呈现出集成化、微型化的趋势。

薄膜制备技术的一系列突破使得制备各种人工.调制结构成为可能,发展了多种制备薄膜的方法,可以制备薄膜材料的品种也越来越多。目前采用的主要方法有:磁控溅射法、离子束溅射法、脉冲激光沉积(PLD)和金属有机物化学气相沉积法(CVD)、溶胶凝胶法(Sol-Gel)、金属有机物分解法(MOD)以及分子束外延(MBE)等方法。上述制备方法中,每一种方法都有其各自的特点。

分子束外延法(Molecular Beam Epitaxy,简称MBE)

分子束外延的原理:

薄膜的制备方法-分子束外延(MBE)

分子束外延技术(Molecular Beam Epitaxy,简称MBE)是由美国 Bell实验室的卓以和博士于1970年提出来的一种薄膜生长方法,它是一种可以从原子尺寸精确控制外延层厚度、组分、界面粗糙度等参数的超薄膜制备技术,可以用于制备半导体、金属和绝缘体的单层和多层薄膜。具体来说,分子束外延技术是指在清洁的超高真空环境下,使具有一定热能的分子(或原子)的束流喷射到被加热的衬底上,在衬底表面进行反应生成单晶薄膜的过程,如图2.1所示。分子束外延自70年代至今已有30多年的历史,由于这种技术是在超高真空中生长薄膜,薄膜的厚度和组分能够精确控制,生长环境清洁,可以生长出自然界没有的新型超晶格材料,受到人们广泛的重视。在10°Pa超高真空(用离子泵、冷凝泵和升华泵)下以0.1~1nm/s 的慢沉积速率蒸发镀膜称为分子束外延。在超高真空中,分子束中的分子之间以及分子束的分子与背景分子之间儿乎不发生碰撞。最初该技术用于生长GaAs,AlGaAs 等III-V族化合物半导体,以后逐步推广,遍及I-V族,Ⅳ族等半导体薄膜,金属薄膜,超导薄膜,以及介质薄膜等,成为一种生长各种新型薄膜的技术lS7)。分子束外延的特点是参与反应的分子束“温度”和衬底温度是相对独立的,可以分别加以控制。超高真空是为了保证外延薄膜的质址,减少晶体污染和缺陷,它是指残余气体的总压力P=1.33×107Pa。

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二硫化钒VS2薄膜

氮化碳(CNx)薄膜

高氮含量氮化碳(C3N4)薄膜

射频磁控溅射沉积氮化碳(CNx)薄膜

氮化碳(CNx/TiN)复合薄膜

磷掺杂的石墨相氮化碳(CNx)薄膜

硒化锗GeSe薄膜

二元化合物硒化亚锗(GeSe)薄膜

高质量纯相GeSe多晶薄膜

Ge-In-Se硫系薄膜 锗-铟-硒薄膜

新型硒化锗GeSe无机薄膜

硫化锗GeS薄膜

硫化锗-硫化稼-硫化镉非晶薄膜

Li3PO4/GeS2复合固体电解质薄膜

锗复合磷酸锂固体电解质薄膜

硫化锗玻璃薄膜

硒化镓GaSe薄膜

硫化镓GaS薄膜

碘化铬CrI3薄膜

交叉状碘化氧铋纳米片薄膜

p型碘化亚铜CuI薄膜

CH3NH3PbI3多晶薄膜

玻璃纤维布负载碘氧化铋光催化薄膜

半導體碘化鉛薄膜

鈣鈦礦薄膜

二硫化钛TiS2薄膜

二维纳米二硫化钛TiS2薄膜

二硒化钛TiSe2薄膜

CulnSe2薄膜

CuMSe2(M=In,Ga,Ti)薄膜

Cu(In,Ga)Se2薄膜

二硒銅銦(鋁)薄膜

铟锗碲In2Ge2Te6薄膜

锗锑碲非晶薄膜

基于锗锑碲与IV族碲化物交替堆垛的多层相变薄膜

二硫化铼(ReS2)薄膜

大面积二维的二硫化铼(ReS2)薄膜

二硫化铼(ReS2)纳米片阵列薄膜

二硒化铼ReSe2薄膜

二硒化硒SnSe2薄膜

硒化后CZTSSe薄膜

二维SnSe和SnSe2薄膜

銅鋅錫硒(Cu2ZnSnSe4)薄膜

二硒化銅銦薄膜

硒化亚锡(SnSe)薄膜

铜锌锡硒Cu_2ZnSnSe_4(CZTSe)薄膜

Ag掺杂SnSe半导体薄膜

二硒化钯PdSe2薄膜

二硒化钯二维晶态薄膜

二碲化钯 PdTe2薄膜

内嵌高密度钯纳米晶的介质薄膜

钯/铂纳米薄膜

钯(Ⅱ)-锌卟啉-二氧化钛三元复合配位聚合物薄膜

单质钯薄膜/钯复合多层薄膜

钯纳米薄膜

负载钯多层复合薄膜

三碲化锆 ZrTe2薄膜

锆掺杂二氧化铪基纳米薄膜

高质量Pb(Zr0.2Ti0.8)O3薄膜

Pb(Zr,Ti)O3薄膜

二维MoTe2薄膜

Cd1-xZnxTe多晶薄膜

二氧化锆ZrO2薄膜

二硒化钽TaSe2薄膜

二硫化钽TaS2薄膜

钽掺杂二氧化钛TiO2薄膜

二硫化钼/二硫化钨多层掺钽薄膜

纳米结构316L不锈钢基掺钽TiO_2薄膜

三硫化二铟(In2S3)薄膜

多孔三硫化二铟(In2S3)薄膜

硫化二铟(In2S3)缓冲层纳米晶薄膜

具有纳米网状结构的硫化铟纳米晶阵列薄膜

碱式硝酸铜薄膜

均匀致密的In2S3/Cu2(OH)3(NO3)复合薄膜

多孔TiO2薄膜

铜铟镓硒薄膜(CIGS)

碲化亚铁FeTe薄膜

铋碲硒Bi2Te2S薄膜

铋锑碲基热电薄膜

N型碲化铋基热电薄膜

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大尺寸WSe2薄膜

钼钨碲MoWTe2薄膜

钼硫硒MoSSe薄膜

提高柔性铜铟镓硫硒薄膜

MoO3薄膜

铋氧硒Bi2O2Se薄膜

高迁移率层状Bi2O2Se半导体薄膜

硒化铋纳米结构薄膜

c轴取向铋铜硒氧基氧化物热电薄膜

用硫酸铋制备硒化铋热电薄膜

高质量晶圆级硒氧化铋半导体单晶薄膜

氧化铋BiOx薄膜

铋铜硒氧基类单晶薄膜

铋氧碲Bi2O2Te薄膜

铋碲硒Bi2Te2Se薄膜

p-型Bi-Sb-Te-Se温差电薄膜

Bi2Te3-ySey温差电材料薄膜

铁锗碲Fe3GeTe2薄膜

大面积二维铁磁性材料Fe3GeTe2薄膜

六氰亚铁钒薄膜

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BaxSr1—xTiO3铁电薄膜

含铁二氧化钛Fe^3+/TiO2复合纳米薄膜

P(VDF-TrFE)铁电薄膜

矽锗磊晶薄膜

锗-二氧化硅Ge-SiO2复合薄膜

纳米复合堆叠锌锑锗碲相变存储薄膜

含铁二氧化钛(TiO2)印迹薄膜

室温铁磁半导体Co掺杂的TiO2薄膜

(Ba,Sr)TiO3(简称BST)铁电薄膜

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铁磷硫FePS3薄膜

銅錫硒(Cu2SnSe3)薄膜

金属硒化物薄膜

銅(銦,鎵)硒及銅鋅錫硒薄膜

碘化镍NiI2薄膜

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铜钒磷硫CuVP2S6薄膜

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铜铬磷硫CuCrP2S6薄膜

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铜铟硫光电薄膜

yyp2021.3.29