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En física, el crecimiento epitaxial por haces moleculares (o MBE, por sus siglas en inglés) es uno de los varios métodos que existen para el depósito de monocristales. Fue creado por J. R. Arthur y Alfred Cho a finales de los 60 en los laboratorios Bell.
Arreglo experimental para crecimiento epitexial por haces moleculares.
El crecimiento epitaxial por haces moleculares se produce en alto vacío o en ultra alto vacío (10E-10 atm). El aspecto más importante del crecimiento epitaxial por haces moleculares es la baja proporción de deposición (normalmente inferior a 3000 nm por hora), lo cual permite un crecimiento epitaxial controlado. Hay que mencionar que cuan mejor es el vacío con el que se trabaja, mucho mejor es el crecimiento, siendo necesario trabajar en UHV para conseguir un crecimiento con un nivel de defectos mínimo.
La naturaleza química de la muestra queda determinada por el compuesto químico que se utiliza para depositar. Así por ejemplo, galio o arsénico en estado sólido ultrapuro, se calientan por separado en celdas con estructura Knudsen, hasta alcanzar su temperatura de sublimación. Es entonces cuando las moléculas en estado gaseoso condensan sobre la superficie del substrato, empezando así el crecimiento de la capa, en este caso una capa monocristalina de arseniuro de galio. Diferentes parámetros como temperatura, flujo molecular, y dinámica molecular afectan la calidad, velocidad y éxito del crecimiento.
El término «haz» se utiliza para indicar que los átomos que se han evaporado no interactúan entre ellos ni con otros gases presentes en el interior de la cámara de vacío. Esto se debe al elevado camino libre medio de los átomos conseguido mediante el vacío.
Durante esta operación, se observa el crecimiento de las películas cristalinas mediante la técnica denominada difracción de electrones de alta energía por reflexión (RHEED), puesto que esta técnica, a diferencia de la difracción de rayos X sólo analiza la superficie de la muestra. Las capas de estructuras complejas de diferentes materiales se fabrican de este modo. Este control ha permitido el desarrollo de estructuras nanoestructuradas en las que los electrones se encuentran confinados, tales como pozos cuánticos o puntos cuánticos. En la actualidad, estas capas son una parte importante de los dispositivos semiconductores, entre los que se incluyen los diodos láser y los diodos emisores de luz.
En aquellos sistemas en los que es necesario enfriar el sustrato, el ambiente de ultra alto vacío dentro de la cámara de crecimiento se mantiene gracias a un sistema de cryopump y criopaneles, que se enfría mediante nitrógeno líquido o nitrógeno frío en estado gaseoso en una temperatura de aproximadamente 77 kelvin (-196 °C). Las temperaturas de criogenización actúan como un filtro para las impurezas del vacío, por lo que los niveles de vacío han de ser de varios órdenes de magnitudes para una mejor deposición de las películas de acuerdo con estas condiciones. En otros sistemas, las obleas en las que crecen estos cristales pueden estar montadas sobre una base rotatoria que puede calentarse hasta varios cientos de grados celsius durante este proceso.
El crecimiento epitaxial por haces moleculares también se emplea para el depósito de algunos tipos de polímeros semiconductores. En este caso, las moléculas, en lugar de los átomos, se evaporan y se depositan sobre la oblea. Otras variaciones incluyen el MBE en estado gaseoso, parecida a la deposición química de vapor.
Fuentes
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Jaeger, Richard C. (2002). "Film Deposition". Introduction to Microelectronic Fabrication. Upper Saddle River: Prentice Hall. ISBN 0-201-44494-7.
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Nanocables de silicio y germanio mediante crecimiento epitaxial por haces moleculares (en inglés)
Grupo MBE de la Universidad de Texas (en inglés) el 11 de junio de 2007 en Wayback Machine.
Datos:Q109311227
Enero 11, 2022
crecimiento, epitaxial, haces, moleculares, este, artículo, sección, tiene, estilo, difícil, entender, para, lectores, interesados, tema, puedes, favor, edítalo, contribuye, hacerlo, más, accesible, para, público, general, eliminar, detalles, técnicos, interes. Este articulo o seccion tiene un estilo dificil de entender para los lectores interesados en el tema Si puedes por favor editalo y contribuye a hacerlo mas accesible para el publico general sin eliminar los detalles tecnicos que interesan a los especialistas En fisica el crecimiento epitaxial por haces moleculares o MBE por sus siglas en ingles es uno de los varios metodos que existen para el deposito de monocristales Fue creado por J R Arthur y Alfred Cho a finales de los 60 en los laboratorios Bell Arreglo experimental para crecimiento epitexial por haces moleculares El crecimiento epitaxial por haces moleculares se produce en alto vacio o en ultra alto vacio 10E 10 atm El aspecto mas importante del crecimiento epitaxial por haces moleculares es la baja proporcion de deposicion normalmente inferior a 3000 nm por hora lo cual permite un crecimiento epitaxial controlado Hay que mencionar que cuan mejor es el vacio con el que se trabaja mucho mejor es el crecimiento siendo necesario trabajar en UHV para conseguir un crecimiento con un nivel de defectos minimo La naturaleza quimica de la muestra queda determinada por el compuesto quimico que se utiliza para depositar Asi por ejemplo galio o arsenico en estado solido ultrapuro se calientan por separado en celdas con estructura Knudsen hasta alcanzar su temperatura de sublimacion Es entonces cuando las moleculas en estado gaseoso condensan sobre la superficie del substrato empezando asi el crecimiento de la capa en este caso una capa monocristalina de arseniuro de galio Diferentes parametros como temperatura flujo molecular y dinamica molecular afectan la calidad velocidad y exito del crecimiento El termino haz se utiliza para indicar que los atomos que se han evaporado no interactuan entre ellos ni con otros gases presentes en el interior de la camara de vacio Esto se debe al elevado camino libre medio de los atomos conseguido mediante el vacio Durante esta operacion se observa el crecimiento de las peliculas cristalinas mediante la tecnica denominada difraccion de electrones de alta energia por reflexion RHEED puesto que esta tecnica a diferencia de la difraccion de rayos X solo analiza la superficie de la muestra Las capas de estructuras complejas de diferentes materiales se fabrican de este modo Este control ha permitido el desarrollo de estructuras nanoestructuradas en las que los electrones se encuentran confinados tales como pozos cuanticos o puntos cuanticos En la actualidad estas capas son una parte importante de los dispositivos semiconductores entre los que se incluyen los diodos laser y los diodos emisores de luz En aquellos sistemas en los que es necesario enfriar el sustrato el ambiente de ultra alto vacio dentro de la camara de crecimiento se mantiene gracias a un sistema de cryopump y criopaneles que se enfria mediante nitrogeno liquido o nitrogeno frio en estado gaseoso en una temperatura de aproximadamente 77 kelvin 196 C Las temperaturas de criogenizacion actuan como un filtro para las impurezas del vacio por lo que los niveles de vacio han de ser de varios ordenes de magnitudes para una mejor deposicion de las peliculas de acuerdo con estas condiciones En otros sistemas las obleas en las que crecen estos cristales pueden estar montadas sobre una base rotatoria que puede calentarse hasta varios cientos de grados celsius durante este proceso El crecimiento epitaxial por haces moleculares tambien se emplea para el deposito de algunos tipos de polimeros semiconductores En este caso las moleculas en lugar de los atomos se evaporan y se depositan sobre la oblea Otras variaciones incluyen el MBE en estado gaseoso parecida a la deposicion quimica de vapor Fuentes EditarStangl J V Holy and G Bauer 2004 Propiedades estructurales de las nanoestructuras semiconductoras autoorganizadas en ingles Rev Mod Phys 76 3 725 783 doi 10 1103 RevModPhys 76 725 Shchukin Vitaliy A Dieter Bimberg 1999 Orden espontaneo de las nanoestructuras en superficies cristalinas en ingles Rev Mod Phys 71 4 1125 1171 doi 10 1103 RevModPhys 71 1125 Jaeger Richard C 2002 Film Deposition Introduction to Microelectronic Fabrication Upper Saddle River Prentice Hall ISBN 0 201 44494 7 Nishinaga T amp Naritsuka S 2003 Epitaxial Growth of III V Compounds en ingles En K Byrappa T Ohachi W Michaeli H Warlimont amp E Weber Edits Crystal Growth Technology pags 55 92 William Andrew Publishing Vease tambien EditarHerbert Kroemer Celula fotoelectrica Transistores HEMTEnlaces externos EditarNanocables de silicio y germanio mediante crecimiento epitaxial por haces moleculares en ingles Grupo MBE de la Universidad de Texas en ingles Archivado el 11 de junio de 2007 en Wayback Machine Fisica en peliculas finas Crecimiento epitaxial por haces moleculares en ingles Datos Q109311227 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Crecimiento epitaxial por haces moleculares amp oldid 119639245, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,
