[发明专利]矢量强磁场下分子束外延及其原位表征装置

权利要求书

1.矢量强磁场下分子束外延及其原位表征装置，其特征在于设有强磁体、倒T型超高真空生长与表征腔体、外延生长样品台与联动控制系统、原位表征与控制装置、分子束炉源、抽真空系统；

所述强磁体为具有室温腔的无外加液氦螺线型强磁体；

所述倒T型超高真空生长与表征腔体置于强磁体室温腔内的部分采用厚度为5mm、双层、多通道冷却结构；所述倒T型超高真空生长与表征腔体置于强磁体下方的部分的真空腔体空间大于置于强磁体室温腔内的部分；

所述外延生长样品台与联动控制系统置于强磁体室温腔内，外延生长样品台的旋转经联动控制系统控制，用于生长平面与磁场夹角从0°～90°大角度变化；

所述原位表征与控制装置置于强磁体室温腔内，原位表征与控制装置设有斜面制冷机构、探针探测装置、上下移动与旋转机构和多功能操纵杆，所述斜面制冷机构为与外延生长样品台的结构匹配、可操作独立的制冷装置；所述斜面制冷机构配有液氮池；所述探针探测装置上下移动及旋转，用于外延生长和测试切换；

所述分子束炉源设有位于强磁体下方并放置多个蒸发源和射频气体等离子体源的分子束生长源部件；

所述抽真空系统设有机械泵、分子泵、离子泵和钛泵，所述抽真空系统位于强磁体下方，用于提供真空度高于10^-8Pa的超高真空。

2.如权利要求1所述矢量强磁场下分子束外延及其原位表征装置，其特征在于所述室温腔的内径小于10cm。

3.如权利要求1所述矢量强磁场下分子束外延及其原位表征装置，其特征在于所述强磁体提供磁感强度15T、均匀性达到0.1％的磁场。

4.如权利要求1所述矢量强磁场下分子束外延及其原位表征装置，其特征在于所述外延生长样品台采用双股反向通电的辐射加热方式。

5.如权利要求1所述矢量强磁场下分子束外延及其原位表征装置，其特征在于所述探针探测装置安装多于6根探针。

6.如权利要求1所述矢量强磁场下分子束外延及其原位表征装置，其特征在于所述原位表征以原位霍尔效应与磁阻测试采用pA乃至fA量级灵敏度的电流表、nV量级灵敏度的电压表，并采用桥路设计方式进行接线。

7.如权利要求1所述矢量强磁场下分子束外延及其原位表征装置，其特征在于所述蒸发源为金属。

8.如权利要求7所述矢量强磁场下分子束外延及其原位表征装置，其特征在于所述金属为铁磁。

9.如权利要求1所述矢量强磁场下分子束外延及其原位表征装置，其特征在于所述射频气体等离子体源为氧气或氮气。

10.如权利要求1所述矢量强磁场下分子束外延及其原位表征装置，其特征在于所述蒸发源从室温加热至1600K，由精确程序化的PID温度控制单元操控。