[发明专利]一种纳米薄膜材料生长装置样品台

说明书

一种纳米薄膜材料生长装置样品台，涉及纳米薄膜材料。设有衬底支撑平台、衬底加热器、振动器、热超构材料层和支架，平台镶嵌于衬底加热器上，振动器下方衔接支架；所述振动器设于衬底加热器的背面并与衬底加热器底部连接，振动器设有循环计数器、比较器、寄存器、振动马达和振动马达电路，计数器输出端接寄存器，比较器与计数器连接并输出数据，所述振动马达电路与振动马达连接，振动马达电路包括电容、电阻和电源，所述电源与振动马达连接并为振动马达提供电能，循环计数器和比较器输出不同脉冲，而输出的占空比不同的脉冲宽度调制波来操作振动马达不同的振动模式，对振动进行反馈调节，个性化设置不同场景下不同操作提示采用不同的振动方式。

技术领域

本发明涉及纳米薄膜材料，尤其是涉及适合在分子束外延仪器上调控纳米薄膜晶体材料生长的一种纳米薄膜材料生长装置样品台。

背景技术

分子束外延(Molecular Beam Epitaxy，MBE)是一种物理沉积单晶薄膜方法，其方法是将半导体衬底放置在超高真空腔体中，和将需要生长的单晶物质按元素的不同分别放在喷射炉中(也在腔体内)。由分别加热到相应温度的各元素喷射出的分子流能在上述衬底上生长出极薄的(可薄至单原子层水平)单晶体和几种物质交替的超晶格结构。在超高真空腔内，源材料通过高温蒸发、辉光放电离子化、气体裂解，电子束加热蒸发等方法，产生分子束流。入射分子束与衬底交换能量后，经表面吸附、迁移、成核、生长成膜。由于MBE的生长环境洁净、温度低、具有精确的原位实时监测系统、晶体完整性好、组分与厚度均匀准确，是良好的光电薄膜，半导体薄膜生长工具([1]E.H.C.Parker(Ed.),The Technology andPhysics of Molecular Beam Epitaxy,(Plenum Press,New York,1985)；[2]R.F.C.Farrow(Ed.),Molecular Beam Epitaxy:Applications to Key Materials,Materials Science and Process Technology Series,(Noyes Publications,Berkshire,1995)；[3]M.A.Hermann and H.Sitter,Molecular Beam Epitaxy,SpringerSeries in Materials Science,(Springer-Verlag,Berlin,1996)；[4]A.Y.Cho(Ed.),Molecular Beam Epitaxy(Key papers in applied physics),American Institute ofPhysics,(AIP Press,New York,1994)。

对于当前MBE设备的薄膜生长原理，主流的观点认为薄膜材料的形成，首先是先在晶界、台阶等缺陷位处成核，然后逐渐开始生长。即Kossel-Stranski理论([5]D.Kondrashova and R.Valiullin,Freezing and Melting Transitions underMesoscalic Confinement:Application of the Kossel-Stranski Crystal-GrowthMode,J.Phys.Chem.C 2015,119,4312-4323)它是论述在晶核的光滑表面上生长一层原子面时，质点在界面上进入晶格的最佳位置是具有三面凹入角的位置。质点在此位置上与晶核结合成键放出的能量最大。因为每一个来自环境相的新质点，在新相界面的晶格上就位时，最可能结合的位置是能量上最有利的位置，即结合成键时，应是成键数目最多，释放出能量最大的位置。质点在生长中的晶体表面上所可能有的各种生长位置：曲折面，具有三面凹角，是最有利的生长位置；其次是阶梯面，具有二面凹入角的位置；最不利的生长位置是无凹角位置。由此可以得出如下的结论即晶体在理想情况下生长时，先长出一条行列，然后再长相邻的行列。在长满一层面网后，再开始长第二层面网。晶面(最外的面网)是平行向外推移而生长的。