臭氧輔助 MBE 生長 La?Ni?O?超導薄膜解析

實驗設置：

研究人員使用德國 Oxx el gmbh 公司設計和建造的全 MBE 系統，配備臭氧輸送系統，用于生長 La?Ni?O?薄膜。系統中使用的蒸發源包括 La、Ni 和 O?，襯底為 SLAO (001)、LAO (100)、NGO (110) 和 STO (001) 等。

操作流程：

襯底預處理：將襯底依次用去離子水、乙醇和丙酮清洗，確保表面清潔。

系統抽真空：將反應腔室抽至超高真空狀態 (10??–10?12 mbar)，確保系統內無雜質。

設置工藝參數：襯底溫度為 675-700℃，腔室壓力為 5×10?? Torr，臭氧流量根據具體材料和工藝要求進行調整。

薄膜生長：打開 La、Ni 蒸發源和臭氧源，開始生長過程。La 和 Ni 原子束與臭氧分解產生的活性氧物種在襯底表面相遇，發生氧化反應，形成 La?Ni?O?薄膜。

薄膜退火：生長完成后，將樣品在 MTI Corporation 的 OTF-1200X-S 真空管式爐中，在 1 atm O?壓力下，500℃退火 3 小時。

效果分析：

研究人員通過 X 射線衍射 (XRD)、掃描透射電子顯微鏡 (STEM)、電子能量損失譜 (EELS) 和電學測試對 La?Ni?O?薄膜進行了表征，結果表明：

臭氧輔助 MBE 生長的 La?Ni?O?薄膜具有良好的結晶度和外延性，無明顯的雜相。

薄膜的 c 軸晶格參數通過 Nelson-Riley 擬合計算得出，面內參數通過帶有 PIXcel3D 面積探測器的倒易空間圖獲得。

電子顯微鏡分析顯示，薄膜具有良好的層狀結構和界面平整度，局部區域在晶體缺陷附近存在不均勻的氧化學計量比和高內部應變。

電學輸運數據通過量子設計物理性質測量系統收集，使用超聲線鍵合鋁硅觸點。研究發現，在一定的應變條件下，La?Ni?O?薄膜表現出超導性能，超導轉變溫度 (Tc) 可達 5-10 K。

優勢總結：

該臭氧輸送系統提供的高純度、高濃度臭氧，能夠顯著提高 La?Ni?O?薄膜的質量和性能。

臭氧作為氧化劑，在 MBE 超高真空環境下提供活性氧物種，促進了 La?Ni?O?的形成和結晶，減少了缺陷和非化學計量比問題。

該工藝制備的 La?Ni?O?薄膜具有優異的超導性能，為研究高溫超導機理和開發新型超導材料提供了平臺。

臭氧發生器推薦：

MKS SEMOZON? AX8575：這是一種高流量、高濃度、超凈的臭氧發生和輸送系統，專為滿足半導體行業不斷變化的需求而設計。AX8575 是一種完全集成的高輸出臭氧氣體輸送系統，可配置為多通道系統，為多達 4 個通道提供臭氧，支持多個腔室或多個工具。該系統可實現高達 40 slm 的流量和高達 350 g/nm3 的濃度，具體取決于系統配置。

MKS AX8415 超高濃度、高流量臭氧發生器：該發生器專為電子行業設計，用于 CVD 和 ALD 薄膜形成、氧化物生長、光刻膠去除和多種清潔應用。AX8415 能夠通過產生高濃度的超凈臭氧來支持所有這些應用，無論是否添加氮氣作為摻雜氣體。對于特定應用，如果需要，可去除形成臭氧時使用的微量氮氣，消除 NOx 化合物的形成。

Atlas H30高濃度臭氧發生器：加拿大Absolute Ozone  Atlas H30高濃度臭氧發生器，為北京同林科技定制款，可以僅從4 LPM氧氣產生30克/小時的臭氧，臭氧濃度超200mg/L。

803N臭氧發生器：德國BMT 803N是一種小型風冷冷卻臭氧發生器，以氧氣為原料氣體。臭氧產量為8 g/h或更高?？色@得的更大臭氧濃度超過250 g/Nm3，北京同林科技為其中國代理商。