波士頓學院OxMBE系統完成安裝驗收

2016年6月，由費密儀器（FERMI INSTRUMENTS）自主研發設計的氧化物分子束外延生長系統（OxMBE System）在美國Boston College完成安裝及驗收，并交付客戶使用（圖 1）。

圖 1
OxMBE系統完成安裝

波士頓學院（Boston College，簡稱BC）成立于1863年，是一所私立頂級研究型大學, 為波士頓五大名校（麻省理工學院、哈佛大學、塔夫茨大學、波士頓學院、布蘭迪斯大學）之一。BC歷史悠久，在美國享有聲望，于2006年被列為全美25所“新常春藤”名校之一。BC在2016 U.S.NEWS全美大學綜合排名為第30位；在美國KIPLINGER金融雜志2016最有價值私立大學排行榜上BC為全美第19位。

這是費密儀器（FERMI INSTRUMENTS）在美國頂尖高校銷售的第一套復雜分子束外延設備,此套系統包括4個主要腔體:Growth Chamber、Load Lock、Transit、High Pressure Gas Cell。主腔體泵組由一套Edwards STP1003/EXT75DX級聯分子泵和鈦升華泵（TSP）組成，可輕松得到優于1E-10 mbar的本底真空，配有一個變溫四軸樣品架（工作溫度：105K~1200K），低、中、高溫蒸發源共4套（最高工作溫度分別為：1000℃、1300℃、1500℃和1800℃）（圖 2），INFICON膜厚測量儀，可由電腦編程控制的氣動擋板系統，STAIB 15KeV RHEED及KSA400 RHEED光斑測量及分析系統，Plasma Atom Source。系統在完成安裝及充分烘烤后，根據客戶需求，進行了SrTiO3的生長演示，完成了Ti束流（0.5?/s @1800℃）和Sr束流（0.3 ?/s @475℃）的標定測試，以及O2在E-10 mbar至E-6mbar的精確注入；使用客戶提供的SrTiO3襯底，完成RHEED測試并成功觀察到衍射圖樣。Load Lock使用Edwards EXT75DX 分子泵，30min內真空可進入E-7 mbar量級；充分烘烤后可得到優于1E-8 mbar的本底真空。配合費密儀器最新優化的傳樣裝置，可在5min內實現樣品托從Load Lock到生長位置的傳輸。High Pressure Gas Cell可為樣品提供O2、N2、Ar（或混合氣體）氣氛下，最高900℃的退火處理。除此之外，費密儀器也為此套系統量身定制了Vacuum Control Unit（圖 3），可在任何突發情況下，如真空突變、停電、停氣等情況下，為系統提供完整全面的保護。

低、中、高溫蒸發源

圖 3

定制化真空控制系統（Vacuum Control Unit）