Abstract
分子磊晶成長技術(Molecular Beam Epitaxy)主要是用來成長薄膜，可以是單一金屬所構成，也可以是複合金屬，像是合金(Alloy) 、超晶格金屬(Superlattice)，甚至是結構非常複雜的半導體。本實驗室為了研究薄膜的成長、電子結構、有及相關的表面物理特性，因此需要設計一具分子磊晶成長元(Molecular Beam Epitaxy Cell) ，並且這具成長元必須具備一些更好的金屬薄膜成長能力。這具分子磊晶成長元目前已經設計製作完成。這具蒸發元具有兩組成長腔室以及蒸發源，可以成長合金或者是超晶格金屬。並且擁有液態氮卻系統(LN Shroud) ，用來帶走金屬蒸發時所產生的、多余的熱量。由於加熱金屬是用電子撞擊(Electron Bomba-rdment) 的方式，加上冷卻系統，使得金屬蒸發時的真空度達到超高真空，因此更易於成長品質更佳的金屬薄膜( 例如雜質比例更少等 )。厚度偵測儀(Thickness Moni-tor)裝置在非常靠近蒸發源的遮片上，使得蒸發元具有控制、成長微量，甚至少於一層(Sub-monolayer) 的金屬薄膜的能力。這具蒸發元和傳統的分子磊晶成長儀比較，最主要的差別在於金屬蒸發源的製作以及加熱的方式。金屬蒸發源只是用一段金屬線所構成，以取代放置在坩鍋內的金屬粉末或是金屬塊。加熱金屬捨棄透過用坩鍋直接加熱的，方法，而是運用電子撞擊的方式來間接加熱金屬。這個方法的優點是，加熱金屬時只局限於非常小的範圍之內，如此有以下兩項好處：1 非常良好的真空度：整個系統在蒸發金屬時的真空度可雙達到、維持在超高真空的程度，大約是10 托耳，較一般傳統的分子磊晶成長儀高出兩個數量級左右。因此大大地降低了薄膜中雜質的比例。2 極低的金屬薄膜成長速率：由於線狀的金屬源只有在極尖端的地方被加熱，因此只產生非常少量的分子束到達基底；最後的結果是：銅0.002A/sec，鉭o.003A/sec。遺憾的是，國內的超高真空焊接技術尚在發展階段，液態氮冷卻系統無法使用更薄的不□鋼片製造。使得冷卻效果並未達到當初預期的程度。最後，此分子磊晶成長元只花費新臺幣十萬元左右，大約是商業上的百分之一，在目前國內有科學及科學工業逐步發展的階段當中，我認為是非常值得大力推廣的！#50008876.abs#50008876.abs