红外激光器外延系统冷却

PLD-MBE与传统热蒸发MBE的对比。传统MBE依赖于将固体源材料在克努森池中加热至蒸发，其蒸发速率相对较低且稳定，非常适合III-V族（如GaAs）和II-VI族（如ZnSe）半导体材料的生长。然而，对于高熔点金属氧化物（如钌酸盐、铱酸盐），热蒸发非常困难。PLD-MBE则利用高能激光轻松烧蚀任何高熔点靶材，突破了源材料的限制，将MBE技术的应用范围极大地扩展至复杂的氧化物家族，实现了“全氧化物分子束外延”。

与金属有机化学气相沉积（MOCVD）的对比。MOCVD是大规模生产III-V族半导体光电器件（如LED、激光器）的主流技术，具有出色的均匀性和大规模生产能力。然而，MOCVD通常涉及高毒性和高反应活性的金属有机前驱体，设备与运营成本高昂，且存在碳污染风险。对于实验室阶段的新材料探索和机理研究，PLD和MBE系统提供了更洁净、更灵活、成本更低的平台，能够实现更高的真空度和更精确的原位监测，非常适合进行基础科学探索和原型验证。 本系统专为半导体材料与氧化物外延生长研究设计。红外激光器外延系统冷却

辅助表征设备的布局建议。为了提高科研效率，建议将PLD/MBE系统与必要的离线表征设备就近放置或通过真空互联。例如，可以将一台X射线衍射仪（XRD）和一台原子力显微镜（AFM）安置在相邻的实验室。这样，生长出的样品可以快速、方便地进行晶体结构和表面形貌的分析，从而及时反馈指导下一次生长实验的参数调整，形成一个“生长-表征-优化”的高效闭环研究流程。激光安全防护是实验室设计的重中之重。必须为整个PLD系统区域制定明确的激光安全管理制度。设备应放置在有互锁装置的封闭区域内，或者至少为激光光路安装全封闭的防护罩。在激光可能出射的区域（如真空腔的观察窗）张贴醒目的激光警告标志。所有操作人员必须强制接受激光安全培训，并在操作时佩戴与激光波长匹配的防护眼镜。实验室门口应安装工作状态指示灯，明确显示激光器是否正在运行。脉冲激光沉积外延系统夹具负载锁定室与线性传输系统实现样品进出。

对于追求更高通量和更复杂工艺的研究团队，多腔室分子束外延（MBE）系统提供了高品质平台。该系统将样品制备、分析、生长等多个功能腔室通过超高真空传送通道连接起来。样品可以在完全不破坏真空的条件下，在不同腔室之间安全、快速地传递。这意味着，研究人员可以在一个腔室中对基板进行清洁和退火处理，然后传送到生长腔室进行原子级精密的MBE或PLD生长，之后再传送到分析腔室进行X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）等原位表面分析，从而实现对材料从制备到表征的全程超净环境控制，避免了大气污染对界面和表面科学研究的致命影响。

压力也是重要参数之一，设备可在不同的压力环境下工作。低压环境有助于薄膜的结晶，但会增加薄膜的表面粗糙度和缺陷；高压环境则有助于保持沉积粒子的高速度，从而形成平整、致密的薄膜，但可能会降低薄膜的结晶度。在沉积超导薄膜时，通常需要在较低的压力下进行，以获得高结晶度的薄膜，满足超导性能的要求；而在沉积一些对表面平整度要求较高的薄膜时，可能需要适当提高压力。激光能量同样需要精确控制，它决定了靶材被蒸发和溅射的程度。较高的激光能量会使靶材蒸发速率加快，但也可能导致等离子体羽状物的能量过高，对薄膜的质量产生不利影响。在实际操作中，要根据靶材的性质和薄膜的要求，通过调节激光器的参数来控制激光能量。设备配套19英寸机柜集成所有电子控制单元。

本产品与 CVD 技术对比，薄膜特性方面，CVD技术制备的薄膜由于反应过程的复杂性，可能会引入一些杂质，且薄膜的微观结构和成分均匀性相对较难控制。本产品在超高真空环境下进行薄膜沉积，几乎不会引入杂质，且通过精确的分子束控制和原位监测反馈机制，能精确控制薄膜的微观结构和成分均匀性，制备出的薄膜具有更好的电学、光学和力学性能。设备成本也是一个重要考量因素，CVD设备通常较为复杂，需要配备复杂的气体供应和反应尾气处理系统，设备成本较高。本产品虽然也属于高精度设备，但在设计上注重性价比，通过优化结构和功能，降低了设备成本，同时其维护成本相对较低，对于科研机构和企业来说，在满足实验和生产需求的前提下，能有效降低成本投入，提高设备的使用效益。系统支持高分子材料辅助脉冲激光沉积工艺。红外激光器外延系统冷却

成膜时，控制工作环境压力不超过 300mtorr，符合工艺要求。红外激光器外延系统冷却

在宽禁带半导体材料研究领域，我们的PLD与MBE系统发挥着举足轻重的作用。以氧化锌（ZnO）为例，它是一种具有优异压电、光电特性的III-VI族半导体。利用PLD技术，通过精确控制激光能量、沉积气压（尤其是氧气分压）和基板温度，可以在蓝宝石、硅等多种衬底上外延生长出高质量的c轴择优取向的ZnO薄膜。这种薄膜是制造紫外光电探测器、透明电极、压电传感器和声表面波器件的理想材料。系统的RHEED监控能力可以实时优化生长条件，确保获得表面光滑、晶体质量高的外延层。红外激光器外延系统冷却

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