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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 晶体 » 基础理论 » 分子束外延生长氧化物
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lianglei

至尊木虫 (正式写手)

逐梦小虫

[求助] 分子束外延生长氧化物

请问外延生长的条件，从晶格匹配角度，一定要求外延膜晶胞参数a=基底的晶胞参数，或基底的晶胞参数的sqrt2倍吗（如果外延膜与基底均为立方结构，相当于对角线堆积）？

如果外延膜晶胞参数a=基底3/4倍，或者2/3倍不可以吗？

[ 来自小组 锂电池世界 ]
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我思故我在
1楼2013-09-08 19:06:09
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avgon

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
lijunjie84: 金币+1, 感谢参与！ 2013-09-27 11:00:11
实际要生长晶体，怎么可能晶格常数是这样的倍数呢。所生长材料所基底相差小当然好，如果不好，就要想办法减小这样的不良匹配，从而获得好的晶体质量。像常用的可以采用适当的缓冲层，从而减小失配。分子束外延只是设备的一个名称，能否做到真正的外延生长还要看你的条件是否合适。基底只是一方面。条件不合适同质外延也不一定得到好的晶体。
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仰望星空脚踏实地
2楼2013-09-08 20:48:26
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lianglei

至尊木虫 (正式写手)

逐梦小虫
引用回帖:
2楼: Originally posted by avgon at 2013-09-08 13:48:26
实际要生长晶体，怎么可能晶格常数是这样的倍数呢。所生长材料所基底相差小当然好，如果不好，就要想办法减小这样的不良匹配，从而获得好的晶体质量。像常用的可以采用适当的缓冲层，从而减小失配。分子束外延只是设 ...

比如说我的材料晶胞参数a=4.2A，基底是6.07A，这样基底是薄膜的sqrt2倍，正好符合对角线距离。这样是否可以实现外延。如果不能得到接近4.2A的基底，什么大小为其次考虑
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我思故我在
3楼2013-09-08 22:12:43
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avgon

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★
lianglei: 金币+2, ★★★很有帮助 2013-09-09 04:39:24
引用回帖:
3楼: Originally posted by lianglei at 2013-09-08 22:12:43
比如说我的材料晶胞参数a=4.2A，基底是6.07A，这样基底是薄膜的sqrt2倍，正好符合对角线距离。这样是否可以实现外延。如果不能得到接近4.2A的基底，什么大小为其次考虑...

外延生长最好是一个原子接一个原子的向上长，像你这样的比例虽然能保证一些原子接上，但这样的配置还有很多原子是空着无键可成的，所以并不是很好的选择。可以选择晶格常数在3.8－4.5之间应该都可以做为相应的选择。相接的表面当然最好都是同样的点阵类型。
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仰望星空脚踏实地
4楼2013-09-09 00:02:49
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lianglei

至尊木虫 (正式写手)

逐梦小虫
引用回帖:
4楼: Originally posted by avgon at 2013-09-08 17:02:49
外延生长最好是一个原子接一个原子的向上长，像你这样的比例虽然能保证一些原子接上，但这样的配置还有很多原子是空着无键可成的，所以并不是很好的选择。可以选择晶格常数在3.8－4.5之间应该都可以做为相应的选择 ...

能不能理解为基底的原子密度要大于沉积原子？
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我思故我在
5楼2013-09-09 02:05:48
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zhuzhen

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
lianglei: 金币+2, ★★★很有帮助 2013-09-09 17:19:48
lijunjie84: 金币+1, 感谢参与！ 2013-09-27 11:00:24
引用回帖:
3楼: Originally posted by lianglei at 2013-09-08 22:12:43
比如说我的材料晶胞参数a=4.2A，基底是6.07A，这样基底是薄膜的sqrt2倍，正好符合对角线距离。这样是否可以实现外延。如果不能得到接近4.2A的基底，什么大小为其次考虑...

你说的这种生长取向其实有，但不同材料不一定，因为还要考虑其他因素，比如能量，哪种方式最容易长上第一层原子。
标准的外延为同质外延，比如Si外延Si。异质外延需要晶格常数很接近，比如GaInP/GaAs，否则会因失配出现很多缺陷甚至裂膜。
这种对角线生长界面会有悬挂键，容易出现位错，甚至由于晶胞的对称性产生孪晶、畴等缺陷。
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6楼2013-09-09 08:28:10
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lianglei

至尊木虫 (正式写手)

逐梦小虫
引用回帖:
6楼: Originally posted by zhuzhen at 2013-09-09 01:28:10
你说的这种生长取向其实有，但不同材料不一定，因为还要考虑其他因素，比如能量，哪种方式最容易长上第一层原子。
标准的外延为同质外延，比如Si外延Si。异质外延需要晶格常数很接近，比如GaInP/GaAs，否则会因失 ...

能否大概给一个数值，晶胞参数失配多少以内，异质外延可以成功。2%？
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我思故我在
7楼2013-09-09 17:53:08
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icm639

至尊木虫 (知名作家)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
lianglei: 金币+1, ★★★很有帮助 2013-09-10 17:39:52
如果你的基底和材料都是立方结构的话 应该能实现外延生长 生长面内的方向关系为：基底[110]方向平行于材料[100]方向  晶格失配很小
ps：晶格失配很大也可能实现异质外延 例如c-plane 蓝宝石上生长c-plane 氧化锌 晶格失配大约18% 这种情况下一般是domain matching epitaxy 另外就是引入缓冲层进行生长
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8楼2013-09-10 13:52:33
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lianglei

至尊木虫 (正式写手)

逐梦小虫
引用回帖:
8楼: Originally posted by icm639 at 2013-09-10 06:52:33
如果你的基底和材料都是立方结构的话 应该能实现外延生长 生长面内的方向关系为：基底方向平行于材料方向  晶格失配很小
ps：晶格失配很大也可能实现异质外延 例如c-plane 蓝宝石上生长c-plane 氧化锌 晶格失配大约 ...

非常感谢！材料是四方晶系，a=b=4.2, c=7.01。基底为立方,a=6.07。请您再考虑一下是否应该是基底(100)面平行材料(001)面？
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我思故我在
9楼2013-09-10 17:39:28
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icm639

至尊木虫 (知名作家)
引用回帖:
9楼: Originally posted by lianglei at 2013-09-10 17:39:28
非常感谢！材料是四方晶系，a=b=4.2, c=7.01。基底为立方,a=6.07。请您再考虑一下是否应该是基底(100)面平行材料(001)面？...

从晶格匹配的角度考虑，预期结果应该是楼主所想的基底(100)面平行材料(001)面。
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10楼2013-09-10 20:04:13
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