Molekulasugaras epitaxia (MBE)
[Ábra: Maissel R. Glang: Handbook of Thin Film Technology, McGraw Hill, NY, (1990)]
A molekulasugaras epitaxia a vákuumgőzölés speciális változata, melyet félvezetők egykristályos rétegeinek előállítására fejlesztettek ki.
Alapelve az, hogy a berendezés munkakamrájában az egyes elemeket külön-külön forrásban (Knudsen, vagy effúziós cella) gőzölik el, egyensúlyi körülmények között.
A Knudsen cellák körül cseppfolyós nitrogénnel hűtött csapda van (cooling panel), mely távol tartja a mintától a szennyezéseket és egyben javítja a vákuumot. A molekulasugár útját takarólemezzel (shutter) lehet megszakítani. A réteg kialakulását nagy energiájú elektrondiffrakcióval követik reflexiós üzemmódban (reflection high energy electron diffraction, RHEED). A réteg kémiai összetételét pedig Auger spektrométerrel folyamatosan ellenőrzik.
A hordozót általában néhány száz °C-os hőmérsékleten tartják. A felületre érkező atomok (adatomok) először csak gyengén kötődnek a felületre, azon vándorolnak (migráció), majd végül tökéletes kétdimenziós elrendezést vesznek fel. A növekedési sebesség aránylag lassú, általában 1 monoréteg/s.
A gőzölés ultranagyvákuumban, 5x10-9 mbar-nál jobb, olajgőz-mentes vákuumban történik. A molekulasugaras berendezések lényeges eleme még az adagoló rendszer, mely a hordozók előkészítését és cseréjét teszi lehetővé, a vákuum lerontása nélkül. Ezen egység és a különböző mérési lehetőségek felépítése az eljárás céljától függően (kutatás, gyártás, stb.) változik.
[Ábra: Maissel R. Glang: Handbook of Thin Film Technology, McGraw Hill, NY, (1990)]