برارایی پرتو مولکولی

برآرایی پرتو مولکولی. برآرایی پرتو - مولکولی یا رونشست پرتو - مولکولی ( به انگلیسی: Molecular - beam epitaxy ( MBE ) ) یکی از روش های رونشست برای ایجاد یک لایه نازک تک بلور است[ ۱] و در بسیاری از صنایع پیشرفته از جمله ساخت قطعات الکترونیک مانند ترانزیستورها و مدارهای مجتمع به کار برده می شود. این روش یکی از ابزارهای اساسی در نانوتکنولوژی است. [ ۱]
بیشتر تحقیقات انجام گرفته با این سیستم، بر روی عناصر گروه III و گروه V ( مانند Al , Ga , In , As , P و Sb ) و همچنین بر روی ژرمانیوم و سیلیکون صورت می گیرد.
اگر چه فرایند اصلی MBE از زمان های خیلی قبل انجام می گرفته است، اما کار اصلی در این زمینه در رشد ترکیبی نیمه رساناها شکل گرفت که آرتور و چو Cho & Arthur متولی آن بودند.
آنها با استفاده از طیف نگار جرمی و تکنیک های آنالیز سطحی، فرایند رشد گالیوم آرسناید را در اندازه های اتمی بررسی کردند. به دنبال آن ها چانگ و دیگران این فرایند را به گونه ای توسعه دادند که امروزه سیستم MBE نامیده می شود.
برآرایی پرتو - مولکولی در خلاء - بالا یا خلاء فوق - بالا اتفاق می افتد. ( در محدوده 10 − 8 تا 10 − 12 تور ) . مهمترین موضوع در MBE نرخ نشست یا ( deposition rate ) است، که معمولاً کمتر از ۳۰۰۰ نانومتر در ساعت است و اجازه می دهد که لایه به صورت رونشستی رشد کند. [ ۱] در این نرخ نشست ها برای رسیدن به سطح خلوص مشابه توسط سایر روش های نشست دهی، نیاز به خلاء بهتری است. عدم وجود گازهای حامل و محیط خلاء فوق - بالا باعث شکل گرفتن لایه با بالاترین خلوص ممکن می شود. [ ۱]
به دلیل اینکه زمان زیادی گاهی چند روز لازم است تا شرایط خلأ فوق - بالا آماده شود، معمولاً سیستم تحت یک خلأ ثابت قرار می گیرد و فقط فضای محدودی از سیستم با هوا در تماس است. در بیشتر این سیستم ها می توان آنالیز ساختاری و شیمیایی از محصول داخل محفظه خلأ نیز داشت. متناسب با نوع تکنیک های رشد و تعداد آنالیزها از محفظه های مختلفی استفاده می شود که غالباً به صورت جدا به پمپ های خلأ مخصوص خود متصل بوده و خلأ مورد نظر را ایجاد می کنند. غالباً از یک محفظه کوچک به نام Load lock به عنوان محفظه ای جدا از محفظه رشد برای انتقال نمونه استفاده می کنند.
چشمه های مختلف با قدرت ایجاد شار با آهنگ های متفاوت وجود دارند که می توانند در این سیستم ها بکار روند. این چشمه ها همگی به سمت زیرلایه ای که به وسیلهٔ یک هیتر گرم می شود متمرکز شده اند تا تحرک پذیری بیشتری به سطح زیرلایه بدهد و در نتیجه یک تک لایه کریستالی تشکیل می شود.