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超晶格的定义 可见,超晶格材料是两种不同组元以几个纳米到几十个纳米的薄层交替生长并保持严格周期性的多层膜,事实上就是特定形式的层状精细复合材料。
分子束外延法的概况 从硒整流器诞生以来,真空淀积已广泛应用于半导体薄膜器件的制备上。从40年代起,蒸发铅和锡的硫化物薄膜被广泛研究,直到1964年以前还没有实现优质的外延。1964年Schoolar和Zemel用泻流盒产生的分子束在NaCl上外延生长出PbS薄膜。这也许是现代MBE技术的前奏。直到70年代初期真空设备商品化以后,MBE才得到广泛应用。MBE基本上是真空淀积的一种复杂变种,其复杂程度取决于各个研究工作想要达到的目标。因为是真空淀积,MBE的生长主要由分子束和晶体表面的反应动力学所控制,它同液相外延(LPE)和化学汽相淀积(CVD)等其他技术不同,后两者是在接近于热力学平衡条件下进行的。而MBE是在超高真空环境中进行的,如果配备必需的仪器,就能用许多测试技术对外延生长作在位或原位质量评估。分子束外延的重要阶段性成果就是掺杂超晶格和应变层结构的出现。掺杂超晶格是一种周期性掺杂的半导体结构。通过周期性掺杂的方法来调制半导体的能带结构。掺杂超晶格的有效制备方法是掺杂技术,该技术就是定义在一个原子平面上进行掺杂。在衬底材料生长停止的条件下,生长一个单原子层的掺杂剂,这个单原子层的杂质通过高温工艺或分凝便形成一个掺杂区,因而界面非常陡峭,二维电子气的浓度。