Wat is MBE (molecular beam epitaxy)?

Methode waarbij in ultrahoogvacuüm grondstoffen als moleculaire bundels aan het substraat worden toegevoerd voor epitaxiale groei. Laagdikte en samenstelling zijn op atomair niveau nauwkeurig te regelen; wordt gebruikt voor onderzoek aan verbindingshalfgeleiders en het maken van kwantumstructuren.

Japanse benaming: MBE(分子線エピタキシー)

“MBE (molecular beam epitaxy)” komt voor in 3 oefenvragen uit 1 onderwerpen, bijv. Epitaxiale groei.

Vakgebied: Epitaxiale groei

Nu oefenen: vragen over MBE (molecular beam epitaxy)

Welke uitspraak over de kenmerken van MBE (moleculaire bundelepitaxie) is juist?

  1. ADikke films groeien snel bij atmosferische druk
  2. BIn ultrahoogvacuüm worden de grondstoffen als moleculaire bundels aan het substraat toegevoerd, waardoor laagdikte en samenstelling op atoomlaagniveau nauwkeurig te regelen zijn
  3. CDe wafer wordt in een vloeibare grondstof gedompeld om te laten groeien
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. In ultrahoogvacuüm worden de grondstoffen als moleculaire bundels aan het substraat toegevoerd, waardoor laagdikte en samenstelling op atoomlaagniveau nauwkeurig te regelen zijn

Bij MBE worden in een ultrahoogvacuümapparaat van circa 10⁻⁸ Pa de grondstoffen verhit en als bundel van moleculen (atomen) op het substraat gericht, waarbij het kristal groeit. Met sluiters kunnen de grondstoffen onmiddellijk worden omgeschakeld, en met in-situ waarneming van de groei met RHEED zijn laagdikte en samenstelling per atoomlaag te regelen. De groeisnelheid is met circa 1 µm per uur laag en de massaproductiviteit blijft achter bij MOCVD, maar MBE wordt gebruikt voor onderzoek en ontwikkeling, hoogwaardige HEMT's en kwantumcomponenten.

Welke techniek in MBE laat een elektronenbundel onder een ondiepe hoek op het groeiende oppervlak vallen en neemt de groei in situ waar aan de hand van het diffractiebeeld?

  1. ASIMS
  2. BRHEED (reflectie-hoogenergetische elektronendiffractie)
  3. CXPS
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. RHEED (reflectie-hoogenergetische elektronendiffractie)

RHEED is een techniek waarbij een elektronenbundel van 10 tot 30 keV onder een scherpe hoek van circa 1 tot 3° op het groeiende oppervlak valt en het diffractiepatroon op een fluorescentiescherm wordt waargenomen. Hieruit zijn de vlakheid en de reconstructiestructuur van het oppervlak af te lezen. Bij laag-voor-laag-groei van één atoomlaag verandert de ruwheid van het oppervlak periodiek en oscilleert de intensiteit, zodat het aantal gegroeide lagen in situ kan worden geteld. Deze waarneming is alleen mogelijk in ultrahoogvacuüm-MBE, waar de elektronenbundel niet door gasmoleculen wordt verstrooid.

“MBE (molecular beam epitaxy)” in de toelichting

Vragen met “MBE (molecular beam epitaxy)” (3)

  1. Welke uitspraak over de kenmerken van MBE (moleculaire bundelepitaxie) is juist?
  2. Welke techniek in MBE laat een elektronenbundel onder een ondiepe hoek op het groeiende oppervlak vallen en neemt de groei in situ waar aan de hand van het diffractiebeeld?
  3. Welke methode laat een kristal op een substraat neerslaan en groeien uit bijvoorbeeld een oplossing in gesmolten metaal?

Verwante termen

MOCVD (metaalorganische dampafzetting) HEMT (high electron mobility transistor) GaAs (galliumarsenide) Contact 4H-SiC Autodoping Epitaxiale groei Gespannen silicium (strained silicon) Heteroepitaxie HVPE (hydride-dampfase-epitaxie)

Naar de woordenlijst