在制備多元化金屬/氧化物異質結時,系統的六靶位自動切換功能展現出巨大優勢。例如,在研究磁阻或鐵電隧道結時,研究人員可以預先裝載金屬靶(如鈷、鐵)、氧化物靶(如MgO、BaTiO3)等。在一次真空循環中,系統可依次沉積底電極金屬、功能氧化物層和頂電極金屬,形成一個完整的器件結構。整個過程在超高真空下完成,確保了各層界面原子級別的潔凈度,避免了大氣污染導致的界面氧化或退化,這對于研究界面的本征物理性質(如自旋注入、電子隧穿效應)至關重要。電動機械手支持1-4軸運動,精確定位基板位置。基質輔助脈沖沉積外延系統售價

排氣系統是維持超高真空環境的動力源泉。我們系統采用“分子泵+干式機械泵”的組合方案。干式機械泵作為前級泵,無需使用真空油,徹底避免了油蒸汽對腔室的污染,實現了潔凈抽氣。分子泵則串聯其后,利用高速旋轉的渦輪葉片對氣體分子進行動量傳遞,將其壓縮并排向前級泵,從而在生長腔室獲得高真空和超高真空。這種組合抽氣系統運行穩定、維護簡單,且能提供潔凈無油的真空環境,非常適合于對污染極其敏感的半導體材料和氧化物材料的生長。基質輔助脈沖沉積外延系統售價全自動分子束外延生長系統與該 PLD 系統協同,實現高效制備。

壓力也是重要參數之一,設備可在不同的壓力環境下工作。低壓環境有助于薄膜的結晶,但會增加薄膜的表面粗糙度和缺陷;高壓環境則有助于保持沉積粒子的高速度,從而形成平整、致密的薄膜,但可能會降低薄膜的結晶度。在沉積超導薄膜時,通常需要在較低的壓力下進行,以獲得高結晶度的薄膜,滿足超導性能的要求;而在沉積一些對表面平整度要求較高的薄膜時,可能需要適當提高壓力。激光能量同樣需要精確控制,它決定了靶材被蒸發和濺射的程度。較高的激光能量會使靶材蒸發速率加快,但也可能導致等離子體羽狀物的能量過高,對薄膜的質量產生不利影響。在實際操作中,要根據靶材的性質和薄膜的要求,通過調節激光器的參數來控制激光能量。
沉積過程中的參數設置直接影響薄膜的質量和性能,需要根據實驗目的和材料特性進行精確調整。溫度是一個關鍵參數,基板溫度可在很寬的范圍內進行控制,從液氮溫度(LN?)達到1400°C。在生長半導體材料時,不同的材料和生長階段對溫度有不同的要求。例如,生長砷化鎵(GaAs)薄膜時,適宜的基板溫度通常在500-600°C之間,在此溫度下,原子具有足夠的能量在基板表面擴散和排列,有利于形成高質量的晶體結構。若溫度過低,原子活性不足,可能導致薄膜結晶度差,出現缺陷;若溫度過高,可能會使薄膜的應力增大,甚至出現開裂等問題。工藝室基本真空度可達5×10?11 mbar,保證薄膜純凈度。

操作過程中的安全防護非常重要。激光安全是重中之重,系統必須配備互鎖裝置,確保在打開激光防護罩時激光器自動關閉,防止高能激光對人員眼睛和皮膚造成長久性傷害。所有操作人員必須接受激光安全培訓并佩戴相應的防護眼鏡。此外,高壓電器(如加熱器電源、RHEED電源)也存在電擊風險,必須確保所有接地可靠,并在進行任何內部檢查前確認設備完全斷電。
氣體使用的安全規范不容忽視。系統配備的兩路質量流量計用于精確控制反應氣體(如氧氣)或惰性氣體(如氬氣)。在使用氧氣等助燃氣體時,必須確保氣路連接牢固無泄漏,并遠離任何潛在的油污和熱源。特別是在進行較高氧氣壓力下的沉積時,需明確了解鉑金加熱器等元件在特定壓力下的較高安全工作溫度,防止因過熱而損壞。所有氣瓶應妥善固定,并放置在通風良好的區域。 系統真空泵組包含分子泵與離子泵以獲得超高真空。基質輔助脈沖沉積外延系統售價
百葉窗控制蒸發源啟閉,避免交叉污染。基質輔助脈沖沉積外延系統售價
設備的自動化控制功能為科研工作帶來了極大的便利和高效性。以自動生長程序編寫為例,科研人員可通過PLC單元和軟件,根據實驗需求精確設定各項參數,如分子束的流量、基板的加熱溫度、沉積時間等,將這些參數按照特定的順序和邏輯編寫成自動生長程序。在運行程序時,設備能嚴格按照預設步驟自動執行,無需人工實時干預,較大節省了人力和時間成本。
石英晶體微天平(QCM)也是重要的原位監測工具,它基于石英晶體的壓電效應,通過測量晶體振蕩頻率的變化來實時監測薄膜的沉積速率和厚度。在薄膜沉積過程中,隨著薄膜厚度的增加,石英晶體的振蕩頻率會發生相應變化,通過預先建立的頻率與厚度的關系模型,就可以精確地監測薄膜的生長情況。 基質輔助脈沖沉積外延系統售價
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