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外延学简介

图片来源:Iaremenko Sergii/shutterstock.com

外延是晶体学中的一项重要技术,在晶体衬底上生长天然或人工晶体;下面的衬底就像种子晶体,决定了生长在它上面的晶体的方向。

外延是什么?

源自希腊语epi,意思是上面,并且出租车,这一过程导致形成一个或几个晶体薄膜,可以是相同或不同的化学成分和结构作为衬底。所述沉积薄膜锁定为相对于所述衬底晶体的一个或多个晶体取向,所述所述外延薄膜或层具有相对于所述底层的特定注册表或位置。

该工艺用于纳米技术和具有商业重要性的半导体制造;事实上,外延是许多半导体材料唯一负担得起的高质量晶体生长方法。欧洲杯足球竞彩对于大多数薄膜应用程序——硬或软涂料,或光学涂层——这都是不重要的但它是半导体薄膜技术的关键,在半导体材料的发展形式层和量子井在电子和光子设备如电脑视频显示和通信的应用程序。欧洲杯足球竞彩对于大多数技术应用来说,要求沉积材料形成相对于衬底晶体结构具有明确方向的结晶膜。

类型的外延

外延有多种类型:

  • 同质外延-这是用一种材料完成的,所以衬底和薄膜是相同的,通常是硅上硅。这通常用于生长比衬底更纯的薄膜,并且可以独立于衬底掺杂。
  • 异质外延-这是用不同的材料完成的,通常用于生长无法获得晶体的材料薄膜,例如蓝宝石上的硅,或六方氮化欧洲杯足球竞彩硼上的石墨烯。这种方法可用于光电结构和带隙工程器件。
  • 异质拓扑-这种方法与异质外延相似,除了生长不限于二维生长;衬底仅在结构上与薄膜材料相似。
  • pendeo外延-在这个过程中,异质外延薄膜同时垂直和横向生长。它用于以硅为基础的制造工艺,尤其重要的化合物半导体,如砷化镓。

异质外延常用于金属-半导体生长;许多金属半导体结构被用于接触应用,外延生长允许增加电子通过结的运动。然而,试图在不同的衬底上生长一层晶体可能会带来问题;匹配晶格对于减少缺陷和增加电子迁移率很重要,但这一过程可能导致不匹配的晶格。这种不匹配会导致张力或松弛生长,从而引发界面缺陷,偏离被认为是“正常的”,从而导致薄膜的电子、光学、热和机械性能的变化。

薄膜材料的外延生长及其应用欧洲杯足球竞彩

薄膜材料的外延生长在电子学、光电子学和磁光学等领域有着广泛的欧洲杯足球竞彩应用。生长有几种方式,最常见的是气相外延(化学气相沉积的一种改进),在基板上沉积的原子来自气相,生长发生在气/固界面。固相外延是在基片上沉积一层薄薄的非晶薄膜,然后加热形成晶体层,而液相外延是从液体源生长的层。

后者是目前为止最便宜、最简单的生产器件质量层的方法,但金属有机化学气相沉积(MOCVD)和分子束外延(MBE)的应用也越来越多。初始成本昂贵,但MOCVD和MBE更通用,可以轻易地生产具有原子层控制的多层结构,这是纳米工程的基础,目前需要在生长的多层结构中生产器件结构。

参考资料及进一步阅读

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克里Taylor-Smith

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克里Taylor-Smith

自2016年以来,Kerry一直是一名自由撰稿人、编辑和校对,专攻科学和健康相关主题。欧洲杯线上买球她在英国巴斯大学获得了自然科学学位。欧洲杯线上买球

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  • 美国心理学协会

    Taylor-Smith,克里。(2019年2月14日)。外延学简介。AZoM。于2021年9月23日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=17623检索。

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    Taylor-Smith,克里。《外延学简介》。AZoM.2021年9月23日。< //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=17623 >。

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    Taylor-Smith,克里。《外延学简介》。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=17623。(2021年9月23日生效)。

  • 哈佛大学

    Taylor-Smith,克里。2019。外延学简介.viewed September 23, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=17623。

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