首页 机构设置 新闻动态 科研成果 研究队伍 研究生教育 合作交流 党群园地 创新文化 科学传播 信息公开 学术出版
本站查询
科学传播
院士讲堂
科普动态
科普文章
科普视频
科普图片
科普法规
  所内网站
中国科学院红外成像材料与器件重点实验室
红外物理国家重点实验室
973计划-InGaAs项目
红外联合期刊编辑部
教育中心
所网络培训平台
中国环境遥感网
所内部BBS论坛
图书馆网站
红外器件实验室
专题
喜迎十八大
创先争优
现在位置:首页 > 科学传播 > 科普文章
液相外延技术
| 12-10-30| 访问次数: | 【 【打印】【关闭】

液相外延技术(Liquid Phase Epitaxy ,简称LPE)1963 年由Nelson 等人提出,其原理是:以低熔点的金属(如Ga 、In 等) 为溶剂,以待生长材料(如Ga 、As、Al等) 和掺杂剂(如Zn、Te 、Sn 等) 为溶质,使溶质在溶剂中呈饱和或过饱和状态。通过降温冷却使石墨舟中的溶质从溶剂中析出,在单晶衬底上定向生长一层晶体结构和晶格常数与单晶衬底足够相似的晶体材料,使晶体结构得以延续,实现晶体的外延生长。

液相外延技术制备的材料在光、磁、电等领域得到了广泛的应用,下面就举几个例子来说明:

硅材料

硅的液相外延是把硅熔解在Sn、Cu、Ga 或Sn—Ga 合金等熔点较低的金属熔液中,使其达到饱和,再让硅衬底与饱和熔液接触,同时逐渐降温,使硅在熔液中呈过饱和而发生偏析,在衬底上再结晶形成外延层。所生长出的硅薄膜和单晶硅颗粒,主要用于制造太阳能电池。

钇铁石榴石(YIG) 单晶薄膜

YIG单晶薄膜由于其特殊的磁光、磁声和旋磁性能,因此,无论在基础研究还是应用研究领域内均受到高度重视,常用于作振荡器、磁光调制器和磁泡存储器等,其液相外延工艺通常有3 种方式,即翻转法、倾斜法和浸渍法,主要区别在于基片浸入方式不同。目前,制备YIG单晶薄膜大都采用浸渍法,其原理是:首先将YIG和助熔剂混合物在铂金坩埚中加热至1100℃左右,使其充分熔化,并使溶液均匀化;然后降温使之呈过饱和溶液;再将准备好的基片浸渍于溶液中并旋转。YIG薄膜就在基片上外延生成,薄膜生长速度大致与基片转速的平方成正比,控制膜厚到设定值时,即可从溶液中提出基片,用离心机除去基片上的残留物,就可获得高质量的YIG单晶外延薄膜。

Ⅲ- Ⅴ族材料

LPE可用于Ⅲ- Ⅴ族材料的生长,如AlGaAs/GaAs、AlGaAs/ GaP、GaAs/ GaInP/ GaInAs、InP/ InGaAsP、GaAs/ GaAsP、GaP/ GaAsP 等。这些材料主要用来做半导体激光器、太阳能电池、光电二极管等。

LiNbO3 薄膜

铌酸锂(LiNbO3 ) 晶体具有优良的光电、热电、压电、光折变和非线性光学效应等性质,已被广泛应用于光调制器、光开关、表面滤波器、光波导和二次谐波发生器等器件。用LPE 制备LiNbO3 薄膜技术,可以在较低的温度下,用Li2O·V2O5 或Li2O·B2O3 作助熔剂,在LiTaO3 单晶、掺镁(5 mol %) 的同成分LiNbO3 单晶和纯的同成分或近化学计量比的LiNbO3 单晶等衬底上制备出较高质量的纯的和掺杂的LiNbO3薄膜。

由于液相外延技术有很多独特的优点,如较低的生长温度、外延层良好的光电学特性、掺杂的灵活性、系统的安全性及价格低廉等,因而将来在高科技领域必有广泛而重要的应用
评 论
附件下载:
相关新闻
Copyright 2003 - 2013 All Rights Reserved 上海技术物理研究所 版权所有
主办:中国科学院上海技术物理研究所 备案序号:沪ICP备05005482号
中国科学院上海技术物理研究所公益域名标识: