[发明专利]矢量强磁场下分子束外延及其原位表征装置

摘要

矢量强磁场下分子束外延及其原位表征装置，涉及分子束外延及其原位表征。提供超高真空强磁场下，样品生长平面与磁场夹角可调节的分子束外延生长，及以霍尔效应与磁阻测试为主的原位表征装置。该装置主要由结构紧致的倒T型超高真空生长与表征腔体和具有较小室温腔的强磁体构成。其中置于强磁体室温腔内的倒T型真空腔部分，包含紧致的外延生长样品台、可调节磁场与样品台夹角和原位表征装置；置于强磁体下方部分包含蒸发源、等离子体源等分子束源部件以及抽真空系统，利用超高真空中分子束流自由程长的特点，使多束源能移出强磁场腔体。有效克服了强磁场腔体积小与生长测试系统部件多的技术难题，实现强磁场下分子束外延生长及原位表征。

主权项

1.矢量强磁场下分子束外延及其原位表征装置，其特征在于设有强磁体、倒T型超高真空生长与表征腔体、外延生长样品台与联动控制系统、原位表征与控制装置、分子束炉源、抽真空系统；所述强磁体为具有室温腔的无外加液氦螺线型强磁体；所述倒T型超高真空生长与表征腔体置于强磁体室温腔内的部分采用厚度为5mm、双层、多通道冷却结构；所述倒T型超高真空生长与表征腔体置于强磁体下方的部分的真空腔体空间大于置于强磁体室温腔内的部分；所述外延生长样品台与联动控制系统置于强磁体室温腔内，外延生长样品台的旋转经联动控制系统控制，用于生长平面与磁场夹角从0°～90°大角度变化；所述原位表征与控制装置置于强磁体室温腔内，原位表征与控制装置设有斜面制冷机构、探针探测装置、上下移动与旋转机构和多功能操纵杆，所述斜面制冷机构为与外延生长样品台的结构匹配、可操作独立的制冷装置；所述斜面制冷机构配有液氮池；所述探针探测装置上下移动及旋转，用于外延生长和测试切换；所述分子束炉源设有位于强磁体下方并放置多个蒸发源和射频气体等离子体源的分子束生长源部件；所述抽真空系统设有机械泵、分子泵、离子泵和钛泵，所述抽真空系统位于强磁体下方，用于提供真空度高于10‑8Pa的超高真空。