反射式高能电子衍射对氧化物薄膜生长的原位监测

反射式高能电子衍射是一种对薄膜表面结构非常敏感的实时监测手段,通过对衍射花样的研究可以获得诸多有益的信息,将其引入薄膜制备装置对高质量薄膜的生长有着积极的指导意义。

谈谈反射式高能电子衍射的应用

本文介绍了应用反射式高能电子衍射(RHEED)对Mn在GaAs(001)面上的分子束外延结果的实时观察分析,不仅给GaAs(001)清洁表面的衍射图样以解释.而且对RHEED反映的体结构信息进行了观察分析,从而初步判定常温下亚稳态γ-Mn的结构.

用于MBE中的反射式高能电子衍射仪

对用于分子束外延(MBE)中的反射式高能电子衍射仪(RHEED)的工作原理以及RHEED衍射强度振荡在测量外延生长速率的应用进行了详尽的阐述;针对样品盘与RHEED系统的兼容问题,对样品盘进行了新的设计,并进行了实验研究。

分子束外延反射式高能电子衍射的强度振荡采集系统及其应用

在分子束外延(MBE)设备上设计和装配了一套反射式高能电子衍射(RHEED)强度振荡的采集系统。用本系统在MBE生产GaAs和Al_xGa_(1-x)As材料时观察了RHEED强度振荡现象。并“在位”得到GaAs和Al_xGa_(1-x)As材料的生长速率和Al_xGa_(1-x)As材料的AlAs摩尔分数,即x值。

反射式高能电子衍射强度振荡的自动测量系统

本文介绍一套测量反射式高能电子衍射强度振荡的简单而有效的系统,并以此对Si(111)衬底上同质外延Si时的RHEED强度振荡特性进行了观测。

反射式高能电子衍射实时监控的分子束外延生长GaAs晶体衬底温度校准及表面相变的研究

以反射式高能电子衍射(RHEED)作为实时监测工具,根据GaAs(100)表面重构相与衬底温度、As4等效束流压强之间的关系,对分子束外延(MBE)系统中衬底测温系统进行了校准,这种方法也适用于其他的MBE系统.为生长高质量的外延薄膜材料、研究InGaAs表面粗糙化及相变等过程提供了实验依据.

高气压反射式高能电子衍射仪监控脉冲激光外延氧化物薄膜

在超高真空分子束外延 (MBE)生长技术中 ,反射式高能电子衍射仪 (RHEED)能实时显示半导体和金属外延生长过程 ,给出薄膜表面结构和平整度的信息 ,成为MBE必备的原位表面分析仪 .为了研究氧化物薄膜如高温超导(YBa2 Cu3 O7)、铁电薄膜 (Sr1 -xBaxTiO3 )及它们的同质和异质外延结构的生长机理 ,获得高质量的符合各种应用需要的氧化物多层薄膜结构 ,在常规的制备氧化物薄膜的脉冲激光沉积 (PLD)设备上配备适合在高气压制膜条件下使用的高气压反射式高能电子衍射仪 (high pressureRHEED) ,在国内首先实现氧化物薄膜生长过程的实时监控 .详细介绍了高气压反射式高能电子衍射仪的结构和特性 ,给出了碳酸锶 (SrTiO3 )基片上同质外延碳酸锶铌 (SrTiO3 +2 %Nb)和异质外延钇钡铜氧 (Y1 Ba2 Cu3 O7)薄膜生长过程中衍射图形和零级衍射强度震荡 .

分子束外延InAs量子点的RHEED实时原位分析

介绍了利用反射式高能电子衍射(RHEED)方法在自组装InAs量子点制备过程中进行结构分析的理论研究与实验工作的最新进展。从反射式高能电子衍射在InAs量子点临界转变状态测定、量子点表面取向、量子点应力分布测定、量子点形核长大动力学过程研究等方面的应用,可以看出RHEED在InAs量子点形成过程中对多种结构特征的原位分析具有突出优势。反射式高能电子衍射仪作为分子束外延系统中的标准配置,已成为一种对InAs量子点微观结构进行分析的简易而理想的分析测试工具。随着反射式高能电子衍射以及衍射理论的进一步发展,必将促进InAs量子点结构的精确表征水平的提高,进而实现更加理想结构的InAs量子点的制备及其应用。

外延薄膜生长的实时监测分析研究

利用反射式高能电子衍射(RHEED)在超高真空中对SrTiO3(100)、LaAlO3(100)、Si(100)单晶基片进行分析,讨论了衍射花样与晶体表面结构的对应关系,计算出表面的晶体学参数,同时采用激光分子束外延技术同质外延生长SrTiO3薄膜,根据RHEED衍射图样及强度振荡曲线实时监控薄膜的生长。

反射高能电子衍射系统（RHEED）

高能电子小角度（～2℃）掠射样品表面，可以得到电子衍射图像，通过分析电子衍射图像，可以进行表面晶体构造分析，晶体成长过程观察及成膜厚度的监控。

反射高能电子衍射法（RHEED）

高能电子小角度（～2℃）掠射样品表面，可以得到电子衍射图像．通过分析电子衍射图像，可以进行表面晶体构造分析，晶体成长过程观察及成膜厚度的监控．

反射高能电子衍射系统（RHEED）

高能电子小角度（-2℃）掠射样品表面，可以得到电子衍射图像．通过分析电子衍射图像，可以进行表面晶体构造分析，晶体成长过程观察及成膜厚度的监控．

In_(0.14)Ga_(0.86)As/GaAs(4×3)表面的RHEED及STM分析

以在UHV/MBE-STM联合系统上生长的19ML的InGaAs/GaAs样品为研究对象,先在GaAs(001)衬底上外延生长0.37μm的GaAs缓冲层,再外延生长19ML的InGaAs,通过样品生长速率大致确定其组分为In0.14Ga0.86As,通过反射式高能电子衍射(RHEED)及扫描隧道显微镜分析发现其表面主要由占大多数的4×3及少量的α2(2×4)重构混合而成,并用软件模拟RHEED对实验结果进行了验证。

GaAs同质外延生长过程的RHEED分析

采用激光分子束外延方法(L-MBE),在GaAs(001)衬底上同质外延GaAs薄膜。利用反射式高能电子衍射(RHEED)研究了材料沉积过程中的各级条纹及其强度的变化,进而得出GaAs薄膜外延生长的适宜激光能量和沉积温度分别为500 mJ和570℃。RHEED强度随时间的变化曲线表明,GaAs为良好的层状外延生长模式,并随着沉积时间延长,层状生长模式逐渐向岛状模式转变。实验研究还表明层状生长的GaAs薄膜经表面弛豫后,可以得到更好的平整表面,并出现GaAs(001)-(2×4)的表面重构。原位X射线光电子能谱仪(XPS)研究表明沿(001)面外延的GaAs薄膜表面Ga∶As化学计量比约为52∶48,出现Ga的聚集。

MBE系统中GaAs样品的RHEED分析

本文根据在调试分子束外延(MBE)系统过程中,使用反射式高能电子衍射(RHEED)对GaAs样品实时监控得到的图片进行分析,从而总结出在MBE外延生长实验中对采用的GaAs样品的化学清洗方法。

超高真空中SrTiO_3薄膜同质外延生长的过程研究

在超高真空下利用激光分子束外延 (LMBE)方法基于SrTiO3 (10 0 )单晶基片同质外延SrTiO3 薄膜。通过反射式高能电子衍射 (RHEED)对生长过程进行原位监测 ,发现对基片的预热处理明显有利于改善其晶面结构 ,当在其上同质外延Sr TiO3 薄膜时 ,容易实现单晶层状生长模式 ,并得到原子级平整度的铁电薄膜。

PLD方法生长ZnO/Si异质外延薄膜的研究

用脉冲激光沉积法在Si(111)衬底上制备了ZnO薄膜。RHEED和XRD测试表明,直接沉积在Si衬底上的ZnO薄膜为多晶薄膜,且薄膜的结晶质量随衬底温度的升高而下降。相比之下,生长在一低温同质缓冲层上的ZnO薄膜则展现出规则的斑点状RHEED图像,说明它们都是外延生长的高质量ZnO薄膜。XRD与室温PL谱分析表明,外延ZnO薄膜的质量随衬底温度的升高得到明显的改善。在650℃生长的样品具有最好的结构和发光特性,其(002)衍射峰的半高宽为0.185°,UV峰的半高宽仅为86meV。

应力对LaAlO_3/BaTiO_3超晶格结构及性能的影响

采用激光脉冲分子束外延技术,在(100)取向SrTiO3或Nb:SrTiO3单晶基片上成功外延生长不同结构的LaAlO3/BaTiO3超晶格。利用高能电子衍射技术和X射线衍射技术对LaAlO3/BaTiO3超晶格的生长过程和微结构进行了表征。发现由于LaAlO3和BaTiO3晶格常数的不匹配,在LaAlO3/BaTiO3超晶格中存在应变,该应变又对超晶格的铁电性能具有很大的影响。而不同的结构存在的应变不同,非对称结构的LaAlO3/BaTiO3超晶格的应变随每个周期中LaAlO3层厚度的增加、BaTiO3层厚度的减少而增大,其剩余极化强度不仅未减少,反而增加。

衬底温度对PLD法制备ZnO薄膜结构及发光特性的影响

在60Pa的高氧压气氛中，用脉冲激光沉积法以Si（111）为衬底在不同温度下制备了ZnO薄膜。RHEED和XRD结果表明，所有样品都是c轴高度择优取向的多晶ZnO薄膜。随衬底温度的升高，ZnO薄膜（002）衍射峰的半高宽不断减小，从0．227～0．185°。对（002）衍射峰的2θ值分析表明，650℃下生长的ZnO薄膜几乎处于元应力的状态，而在较低或较高温度下生长的薄膜中都存在着一定程度的c轴压应力。室温PL谱测试说明在650℃生长的ZnO薄膜具有最强的紫外发射峰和最窄的UV峰半高宽（83meV）。在700℃得到的样品PL谱中，检测到一个位于3．25eV处的低能发射峰。经分析，该峰可能是来自于施主-受主对（DAP）的跃迁。

GaSb薄膜生长的RHEED研究

采用分子束外延技术,在GaAs衬底上生长GaSb薄膜时,利用反射式高能电子衍射仪(RHEED)对衬底表面清洁状况、外延层厚度等进行在线监控。通过RHEED讨论低温缓冲层对GaSb薄膜表面结构和生长机制的作用,可以估算衬底温度,并能计算出薄膜的生长速率。实验测量GaSb的生长周期为1.96 s,每秒沉积0.51单分子层。低温缓冲层提高了在GaAs衬底上外延GaSb薄膜的生长质量。