分子束外延技术
mbe分子束外延材料
mbe分子束外延材料摘要：一、MBE分子束外延材料简介二、MBE分子束外延技术的原理与应用三、MBE分子束外延材料的优点与不足四、我国MBE分子束外延材料的发展现状与展望正文：一、MBE分子束外延材料简介MBE（Molecular Beam Epitaxy，分子束外延）分子束外延材料是一种先进的材料生长技术，通过控制分子束的输运和沉积速率，实现对薄膜材料的精确生长。
MBE技术可以生长各种薄膜材料，如半导体、金属和氧化物等，被广泛应用于微电子、光电子和能源领域。
二、MBE分子束外延技术的原理与应用MBE分子束外延技术利用分子束源将原材料分子束射到基板上，通过调节束流、角度和速度，使分子在基板表面发生沉积、生长。
该技术具有极高的生长速率控制能力和薄膜质量，可实现对薄膜厚度、成分和结构的精确控制。
MBE技术在我国已得到广泛应用，如半导体器件制造、太阳能电池、发光二极管、激光器和光纤通信等领域。
此外，MBE技术在基础研究中也具有重要意义，如生长量子点、量子井、异质结构等。
三、MBE分子束外延材料的优点与不足MBE分子束外延材料具有以下优点：1.薄膜质量高：MBE技术可以实现对薄膜厚度和结构的精确控制，薄膜具有优异的物理和化学性能。
2.生长速率快：相较于其他外延技术，MBE技术具有较高的生长速率，提高生产效率。
3.成分可控：通过调节分子束的成分和比例，可以实现对薄膜成分的精确控制。
4.制备异质结构能力强：MBE技术可以实现不同材料之间的精确拼接，制备出具有特殊功能的异质结构。
然而，MBE技术也存在一定的不足：1.设备昂贵：MBE设备价格高昂，投资成本较大。
2.工艺复杂：MBE技术对生长环境和设备参数要求较高，工艺复杂且难以控制。
3.产量有限：MBE设备的生产能力较低，难以满足大规模生产需求。
四、我国MBE分子束外延材料的发展现状与展望近年来，我国MBE分子束外延材料研究取得了显著成果，不仅在技术上实现了突破，还成功应用于多个领域。
mbe 分子束外延
mbe 分子束外延分子束外延（MBE，Molecular Beam Epitaxy）是一种制备薄膜材料的技术，主要用于制备半导体材料和器件。
它是一种高真空技术，使得薄膜的生长在几秒到几分钟的时间内完成。
MBE技术在半导体产业中得到了广泛的应用，促进了半导体材料和器件的发展。
MBE技术的工作原理是利用分子束，将材料分子在真空环境下逐个排列而成的薄膜材料。
首先，通过加热来提供足够的热能，从而将材料转化为蒸汽或气体。
接下来，通过使用高度完整的分子束来传输这些分子，使其在基底表面上按照预定的方式排列成薄膜。
最后，冷却材料并结晶，形成所需的薄膜。
MBE技术的一个显著特点是能够实现单原子层的生长。
由于分子束的高能精度和流动控制，可以准确控制薄膜的厚度和成分，从而产生高质量的材料和器件。
此外，MBE技术具有高度可控性和精确性，可以在纳米尺度上进行控制和操纵。
这使得MBE在制备多层异质结构材料和量子器件方面具有独特的优势。
MBE技术主要用于制备半导体材料和器件，如激光器，光电探测器，高电子迁移率晶体管（HEMTs）等。
由于MBE可以实现高质量的外延生长，使得器件具有优异的性能，并展现了许多新奇的物理现象。
例如，MBE可以制备出具有垂直量子阱结构的激光器，使得它们可以在低阈值电流下工作和实现可调谐性。
此外，MBE也被用于制备GaAs和InP等半导体材料的缺陷量子阱结构，研究光电子学和量子信息处理等领域。
随着纳米材料和纳米器件的发展，MBE技术的应用正在不断扩展。
MBE可以制备纳米颗粒和纳米线等结构，用于能源转换和存储等领域。
此外，MBE还可以用于制备二维晶体和拓扑绝缘体等新兴材料，研究它们的物理性质和应用。
通过结合MBE技术和其他生长技术，例如分子束外延悬浮液法和金属有机化学气相沉积法等，可以实现更多样化的材料和器件结构。
总之，分子束外延是一种重要的薄膜生长技术，在半导体材料和器件领域发挥着重要的作用。
它具有高质量、高可控性和高精度的优点，可以应用于各种材料和器件的制备。
分子束外延的含义
分子束外延的含义分子束外延（Molecular Beam Epitaxy，简称MBE）是一种用于生长单晶薄膜的先进材料制备技术。
通过控制分子束的流动和能量，可以在原子尺度上控制材料的质量和结构，从而实现高度纯净、低缺陷的薄膜生长。
这一技术在半导体、光电子学、纳米科技等领域发挥着重要作用。
MBE技术是通过在真空环境中利用化学反应来生长单晶薄膜。
从源材料中产生高能量的分子束，束流中的分子逸散并与加热的基片上的原子发生反应，从而在基片表面上沉积一层新的薄膜。
利用分子束的狭缝，薄膜可以在原子尺度上的精确控制生长，从而达到高质量、晶格匹配的效果。
MBE技术主要包括源材料的制备、束流形成和真空系统的设计。
源材料的纯度和制备过程对薄膜质量至关重要。
材料通过高温热蒸发、分子流辐射或簇射等方式产生，确保材料的纯净度和均匀性。
束流的形成则需要通过激光蒸发、热蒸发或分子簇射等技术实现。
同时，真空系统的设计和维护也是MBE技术的重要组成部分，保证材料生长的稳定性和纯净度。
MBE技术在半导体领域有广泛应用。
通过控制薄膜生长的参数，可以在半导体材料中实现掺杂和多层结构。
这为半导体器件的研究和制备提供了理想的原材料。
例如，MBE技术在光电子器件中的应用已被广泛研究。
通过调控薄膜的生长条件，可以实现光电转换和光电流输运的优化，从而实现高效率的光电子器件。
除了半导体领域，MBE技术还在纳米科技、光学薄膜和低维材料研究中发挥着重要作用。
例如，在纳米量子点的研究中，MBE技术可以精确控制量子点的大小和排列，从而调控其电学和光学性质。
在新型材料的研发中，MBE技术可以实现复杂结构的控制生长，从而研究材料的新奇性质。
总之，分子束外延技术是一种先进的材料制备技术，广泛应用于半导体、光电子学和纳米科技等领域。
通过精确控制薄膜生长的条件和材料组分，可以实现高质量、低缺陷的薄膜生长。
这一技术的发展将推动材料科学和器件制备的进步，为相关领域的研究提供有力支持。
mbe外延原理及设备结构
mbe外延原理及设备结构
MBE外延原理及设备结构如下：
原理：分子束外延（MBE）是一种化合物半导体多层薄膜的物理淀积技术。
其基本原理是在超高真空条件下，将组成薄膜的各元素在各自的分子束炉中加热成定向分子束入射到加热的衬底上进行薄膜生长。
设备结构：MBE设备主要配置包括进样室、预处理室和生长室三个部分。
1. 进样室与外部环境直接互连，用于衬底或外延片的进出样，以及衬底的预除气过程。
2. 预处理室是进样室和生长室的过渡区域，主要完成衬底的除气过程以及样品的暂存。
3. 生长室是整个MBE系统的核心，主要监测并完成材料的生长过程。
其中配备了真空系统、样品架辅助系统、束源炉、以及实时监控系统等多个装置。
真空系统为生长提供较高的真空环境，使得气体的平均运动自由程远远超过腔体的尺寸，从源炉喷射出来的金属蒸汽不会发生碰撞且能够直接沉积到衬底表面。
以上内容仅供参考，建议查阅专业书籍或文献资料获取更全面和准确的信息。
原子层沉积 分子束外延
原子层沉积分子束外延摘要：1.原子层沉积与分子束外延的概述2.原子层沉积技术的原理与特点3.分子束外延技术的原理与特点4.两种技术的应用领域及优缺点对比5.中国在相关领域的研究与发展正文：原子层沉积（Atomic Layer Deposition，简称ALD）和分子束外延（Molecular Beam Epitaxy，简称MBE）是两种重要的薄膜制备技术，广泛应用于半导体、光学和能源等领域。
原子层沉积技术是一种自下而上的薄膜制备方法，通过气相沉积的方式，将材料原子一层一层地沉积在基底上。
ALD技术的特点是薄膜厚度可控、成分均匀、生长速率慢，因此能够实现对薄膜的精确控制。
此外，ALD技术可以应用于多种材料，包括金属、氧化物和化合物等。
在我国，ALD技术已经取得了显著的研究成果，并在半导体、太阳能电池、发光二极管等领域得到了广泛应用。
分子束外延技术则是一种自上而下的薄膜制备方法，通过将材料分子束射到基底表面，使其逐层生长。
MBE技术的特点是薄膜生长速率快、薄膜质量高、成分可控。
由于MBE技术对薄膜的生长具有很高的控制能力，因此在我国被广泛应用于量子点、量子井、超晶格等纳米材料的制备。
此外，MBE技术还在光电子器件、半导体器件等领域具有重要应用价值。
在对比两种技术时，ALD适用于大面积、均匀薄膜的制备，而MBE更适用于小面积、高质量薄膜的制备。
同时，ALD技术在我国的研究与应用相对成熟，拥有较高的产业化水平；而MBE技术在我国的研究尚处于起步阶段，但具有巨大的市场潜力。
总之，原子层沉积和分子束外延技术在我国都取得了显著的研究成果，并具有广泛的应用前景。
作为职业写手，我们有责任关注这两种技术的发展动态，挖掘其在不同领域的应用潜力，为我国科技事业的发展贡献力量。
分子束外延技术在纳米材料制备中的应用研究
分子束外延技术在纳米材料制备中的应用研究一、前言随着纳米材料研究的深入，越来越多的高性能纳米材料被制备出来，并被广泛应用于生物、能源、材料等领域。
其中，分子束外延技术以其特殊的制备方式和优异的材料性能引起了许多科学家的关注和研究。
本文将对分子束外延技术在纳米材料制备中的应用研究进行探讨。
二、分子束外延技术简介分子束外延技术（Molecular Beam Epitaxy，简称MBE）是一种通过分子束束流在单晶基底上沉积薄膜的制备方法。
其主要优点在于可以制备出高质量、高纯度、精确控制厚度和界面结构的晶体材料。
其基本原理是利用高温下的分子束束流进行物质的“脱发”和“捕捉”，在单晶基底上生长出所需的薄膜结构。
在MBE制备薄膜时，可以通过控制系统的参数，例如温度、束流强度、基底种类等，来控制薄膜的晶体结构、成分和厚度。
三、MBE制备纳米材料的应用1. 锗纳米线的制备Ge是一种具有重要应用前景的半导体材料。
锗纳米线在柔性电子器件、太阳能电池、传感器等领域具有重要的应用前景。
MBE 技术在制备高质量锗纳米线方面具有很大的优势。
通过MBE技术在氧化锗单晶基底上以GeH4为前驱物质，控制温度和气压，可以获得高质量、大规模、组装良好的锗纳米线。
实验发现，在250-450摄氏度的温度范围内，Ge纳米线的生长速率随温度的升高而增大。
通过控制温度和种类、厚度等参数可以精确控制纳米线的直径和长度。
2. 纳米二维材料的制备MBE技术在纳米二维材料的制备中也具有应用潜力。
石墨烯、磷化硼、二硫化钼等材料是具有媲美传统半导体材料的性质和性能的新兴纳米材料。
MBE技术可以通过控制单层二维材料的生长条件，实现高质量、大尺寸二维材料的制备。
例如，在金属衬底上以化学气相沉积法生长单层石墨烯过程中，MBE在薄膜成核和二维材料晶格平面培养的领域中也有重要应用。
3. 纳米线阵列的制备MBE技术可以通过控制阵列生长条件生长出高密度的纳米线阵列。
在仙人掌状金属表面上生长纳米线阵列时，可以通过控制金属表面的菲涅耳区域，利用VLS(Vapor-Liquid-Solid)机制，实现纳米线阵列的均匀和可控生长。
分子束外延技术
分子束外延技术分子束外延技术（Molecular Beam Epitaxy，简称MBE）是一种用于制备单晶薄膜的高精度的材料生长技术。
该技术利用了分子束流中的高能分子，在真空环境下将原子或分子沉积在衬底表面上，从而形成单晶薄膜。
MBE技术的基本原理是利用热源将材料加热到高温，使其产生蒸气或气体，并通过真空系统将其输送到衬底表面。
在衬底表面，这些分子会遇到另一些被加热的衬底原子或分子，从而形成单晶薄膜。
MBE技术具有许多优点。
首先，它可以制备出非常高质量的单晶材料。
这是因为在MBE过程中，所有杂质都可以被完全去除，并且可以精确控制沉积速率和沉积厚度。
其次，MBE技术可以制备出非常复杂的结构和组合材料。
例如，在半导体器件中使用不同类型的半导体材料可以增强器件性能。
MBE技术的应用范围非常广泛。
它主要用于制备半导体器件、光电子器件和磁性材料等。
在半导体器件中，MBE技术可以制备出非常高质量的异质结和量子阱等结构，这些结构可以用于制造高性能的激光器、光电探测器和太阳能电池等。
在磁性材料中，MBE技术可以制备出非常薄的磁性层，这些层可以用于制造高密度的硬盘驱动器。
MBE技术还有一些局限性。
首先，它需要非常高的真空环境，这使得设备成本非常昂贵。
其次，MBE过程需要非常复杂的控制系统来控制沉积速率、沉积厚度和晶格匹配等参数。
最后，MBE技术只适用于某些材料和结构。
总之，MBE技术是一种非常重要的材料生长技术，在半导体器件、光电子器件和磁性材料等领域具有广泛应用前景。
随着科学技术的不断发展，在未来可能会出现更加精确、高效的分子束外延技术。
mbe 分子束外延
mbe 分子束外延
MBE（分子束外延）是一种用于薄膜生长的技术。
在MBE过程中，固态材料通过热蒸发产生分子束，然后这些分子束沉积在衬底表面。
这种技术可以精确地控制薄膜的厚度和成分，因此在半导体和光电领域得到广泛应用。
MBE的工作原理是利用高真空环境中的分子束进行生长。
首先，固态材料（通常是金属、合金或化合物）被加热到高温，使其蒸发成气体态。
然后，这些气体态的分子通过使用运动控制的出口孔径进入到真空室中，并被一个电子束或离子束进行解离。
解离后的分子束会通过衬底的孔径进入到衬底表面，然后在衬底表面沉积成薄膜。
最终的薄膜的厚度和成分可以通过调整衬底表面的温度、蒸发速率和解离度来控制。
MBE具有许多优点。
首先，它可以在高真空环境中进行，这使得薄膜几乎没有与空气中的杂质接触，从而减少了薄膜的污染。
其次，由于分子束的精确控制，可以生长非常薄的薄膜（纳米级别），从而使得器件设计更加灵活。
此外，MBE可以生长多层结构，因此适用于复杂的器件设计。
然而，MBE也存在一些挑战。
首先，MBE是一个高成本的技术，需要耗费大量的设备和能量。
其次，由于分子束的束缚效应，薄膜生长的速率相对较低，通常需要几个小时到几天的时间来完成。
此外，MBE对衬底的要求也比较严格，需要高质量的晶体衬底。
总的来说，MBE是一种强大的薄膜生长技术，可以用于制备高质量的晶体薄膜。
它在半导体、光电和纳米材料等领域具有广泛的应用前景。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分子束外延技术分子束外延（molecular beam epitaxy,MBE）技术是一种可在原子尺度上精确控制外延膜厚度、精确控制对薄膜的掺杂和精确控制界面平整度的薄膜制备技术，主要用于制备超薄膜、多层量子阱和超晶格等半导体用高精度薄膜，是新一代电子器件、光电子器件的主要制备技术之一。
1958年，K.Z. Gunther首先提出分子東外延概念；1968年，J.E. Davey和T. Pankey用分子束外延技术制备了GaAs薄膜；1975年，MBE技术应用于半导体器件制备。
我国1980年出产首台MBE系统，1986年后进入器件应用阶段。
图1 外延膜的示意图1.分子束外延原理分子束外延是把构成晶体的各个组分分别放在不同的蒸发源中，在10-8Pa的超高真空条件下，缓慢加热膜材，使之形成分子束流并以一定的热运动速度，按一定的比例喷射到基片上，在基体上进行外延薄膜生长，并在线监测生长过程的一种镀膜方法。
从本质上讲，它是一种真空蒸发镀，包括分子束的产生、分子束的输运和分子束的沉积三个过程。
分子束外延示意图如图2所示[1]，膜材放在蒸发源中，每个蒸发源有一个挡板，蒸发源对准基体，基体可以加热调节温度，另外有监测设备，在线监测薄膜晶态结构。
图2 分子束外延示意图1.1分子束的产生分子束是通过蒸发源产生的，蒸发源决定分子束的活性、分子束强度（由蒸发速率决定）。
蒸发源包括克努曾舟[2]、电子束加热源和裂解炉。
克努曾舟主要用来蒸发低熔点材料，如Ge、Ga和Al等，而电子束主要用于高熔点物质蒸发，如C、W等。
裂解炉通常用于As和P等物质的蒸发，这些材料蒸发时容易形成四聚体，需要用裂解炉使四聚体变成活性较高的二聚体或单原子。
束流反应活性高，利于制备热力学平衡态下难以制备的高浓度合金，因而能够制备新型人工材料和器件。
反应活性高，还利于降低样品生长时的衬底（基体）温度，从而减弱膜层或成分间相互扩散，有利于制作陡峭界面和极薄层的结构。
分子束的强度主要由蒸发速率决定，蒸发速率基本由蒸发源温度决定，因而通过控制蒸发源温度可以调节蒸发速率。
但是，蒸发速率的调节响应与分子束的产生方式关系很大。
对于电阻加热坩埚来说，由于坩埚和膜材作为一个整体升温，热惯性较大，温升较慢，因而蒸发速率调节响应较慢，有滞后效应。
对于电子束加热方法，由于聚焦电子束能量密度高，不仅可以加热高熔点物质，而且蒸发源热惯性小，蒸发速率调节响应快。
1.2分子束的传输与交叉MBE工作真空度达到10-8Pa，在超高真空环境，MBE中分子或原子在空间沿直线运动，分子或原子之间没有碰撞或碰撞概率非常小。
分子束之间也不相互干扰，如同两束光在空间传播一般。
所以，各束的分子或原子在空间传输时都保持从蒸发源出来时的物理和化学特性，到达基体之后，它们之间才会有相互作用，发生反应。
1.3分子束与表面的作用及成膜过程这个过程包括原子在衬底表面吸附，吸附原子在表面扩散，吸附原子与衬底或者外延薄膜的格点结合，以及没有结合的原子重新蒸发离开表面等过程。
另外，原子还可能扩散到衬底晶格中，这种概率一般比较小。
如果从蒸发源出来的是分子，那么在基体表面，分子可能会分解。
分子束的空间分布与蒸发源的结构，以及蒸发源与衬底之间的几何位置有关，为了获得大面积、厚度均匀、成分均匀的薄膜，应使蒸发源与衬底之间距离足够大，蒸发源中轴线对准衬底。
2.分子束外延装置2.1分子束外延系统早期的分子束外延设备系统图如图3所示，在同一个超高真空室中安装了多个分子束源，并用液氮屏将蒸发源和真空室隔开以减小热辐射对真空室真空度的影响。
每个分子束源前有一个气动或电动小挡板，用以快速开通或切断束流。
基体有加热装置。
系统安装了监测设备，如四极质谱仪、反射电子衍射仪、俄歇电子谱仪等，用计算机自动控制晶体生长参数和过程为获得高质量外延膜，需要超高真空，真空机组通常用干式机械泵或吸附泵作为粗抽和前级泵，分子泵和钛泵作为主泵，离子泵作为维持泵。
当真空度达到10-8Pa后，关闭前级泵和主泵，仅用离子泵维持真空度。
图3 早期MBE装置示意图简化的分子束外延设备只配备了电子衍射装置，如图4所示，或再配备其他监测仪器，如原子吸收光谱、原位光谱椭偏仪。
总之，MBE装置反映薄膜晶态结构的分析仪器是必需的，可以是电子衍射装置，也可以是扫描隧道显微镜[3]。
如图4所示的MBE系统在蒸发源结构设计上与早期设备有所不同，如各蒸发源之间设置热屏蔽层等。
图4 配备电子衍射仪的简单MBE系统示意图总之，主体装置主要包含下面4个组成部分:（1）样品室，用于送入和取出样品。
（2）超高真空生长室，包含蒸发源组件液氮冷却组件、挡板、基片架、加热器等。
（3）过程控制系统，包括蒸发源的挡板、热电偶、加热器的控制。
（4）监测、分析系统，监测薄膜生长时的晶态结构、蒸发的分子束成分、真空室残余气体成分，同时分析所制备的薄膜成分及分布状况等。
2.2 样品室样品室的作用是在生长室不暴露大气状态下，向生长室送入或从分析室取出样品。
样品室和生长室之间用超高真空阀门连接。
生长室真空度一般在10-8Pa，向生长室传入样品时，先将样品放入样品室，然后对样品室抽真空，当样品室真空度达到10-5Pa时，再开启样品室和生长室之间的阀门，将样品通过样品传输机构送入生长室。
这样，生长室的超高真空状态可以长期保持，避免暴露大气后恢复真空度需要长时间抽气。
2.3 蒸发源MBE是一种真空蒸发镀，其蒸发源最早用克努曾舟（knudsen cell，k-cell），为了蒸镀高熔点金属，也使用e型电子枪蒸发源，另外还有裂解炉等。
克努曾舟是MBE中最广泛使用的一种蒸发源，它是一个圆筒状的小室，材料多为高纯石墨或热解氮化硼，舟的顶部有一个小孔，为蒸发分子的出口，如图5（a）所示。
随着科技的不断发展，克努曾舟形式也在不断发展，有敞口和广口之分[4]，如图5（b）所示。
舟外面均匀地缠绕电阻丝，用以对舟进行加热，加热丝缠绕的舟放在不锈钢圆筒内，不锈钢圆筒内设钼套管，用以均匀加热，钼套管外有钽热屏蔽层，阻止热量损失。
舟的底部设有热偶，用于监测蒸发源温度，如图5（c）所示。
一个或多个这样的舟放在液氮冷却的蒸发源内，如图5（a）和（d）所示图5（e）是裂解炉，在坩埚的出口处设置高温区，或采用射频放电的措施进步裂解从坩埚内蒸发出来的分子。
每个舟或裂解炉自带一个挡板，如图5（f）所示，挡板的反应时间小于0.1s。
图5 MBE蒸发源在每个舟对着基片的路径上设有准直狭缝，膜材被加热蒸发时，在克努曾舟小室内形成饱和蒸气，气化的膜材原子从出口处喷射出来，经过准直狭缝后成为准直束流，射到基体上形成薄膜。
通过调节热丝加热温度可以调节小室内的蒸气压，也就是调节了分子束流的密度，从而调节单位时间到达基体表面的原子数。
液氮冷却槽冷凝分子束炉中未按喷射路径飞行的蒸气分子，避免真空室受到污染，同时避免真空室因为热源导致真空度下降。
2.4 监测设备的功能MBE常用的监测设备有高能电子衍射仪质谱仪、俄歇分析仪等。
电子衍射仪是必需的监测设备，实时反映薄膜的晶态结构，如果薄膜不是按照外延生长，则必须停止蒸发，调整基体温度或其他参数，直到薄膜按晶态结构生长。
质谱仪主要用于监测真空室内工作气体成分、比例及残余气体成分，并通过检测到的信号，调整蒸发源的温度，以调控到达基体表面的原比例。
俄歇谱仪在薄膜沉积之前监测基体表面污染情况，配合离子溅射源即氩离子枪，可以对基体表面作剥离清洁处理。
薄膜制备好后，可以分析薄膜组分及各组分在膜深度方向上的分布。
有了这些监测设备，就能在真空室内对薄膜生长和薄膜成分及分布进行原位监控。
3.分子束外延特点（1）沉积速率低，薄膜生长速度慢，原子有足够的时间在基体表面移动到合适的位置，所以能够制备优质的外延膜。
（2）由于MBE装置配备多种监测手段，所以可以精确控制薄膜成分及掺杂比例。
（3）能制备原子级分辨的突变界面。
（4）分子束外延生长单晶薄膜时，基体温度较其他技术低，如GaAs生长时基体温度只有500～600℃，而Si单晶生长时基体温度是500℃。
（5）超高真空环境下成膜，膜的纯度高。
如下表一给出了分子束外延和其他外延方法制备同样的薄膜时相应的参数，通过这个表可以清晰地体会到MBE的特点。
表一各种外延技术比较4．分子束外延技术应用及进展4.1 薄膜制备MBE方法能够制备很多薄膜，主要有以下一些类型。
（1）Ⅲ-V族化合物，如在Al2O3基体上生长AlN，GaAs基体上生长 AIGaAs、AlGaSb，InP基体上生长 InAlAs、 InGaAlAs等。
（2）Ⅳ族单质或化合物，如Si基体上生长Si、Ge或GeSi薄膜。
（3）Ⅱ-Ⅵ族化合物，如GaAs基体上生长CdMnTe、CdTe和HgCdTe，GaP 基体上生长ZnS薄膜等。
（4）N-Ⅵ族化合物，如PbTe基体上生长PbEuSeTe、PbYbSnTe膜，PbSe 基体上生长PbS、PbSe薄膜等。
（5）绝缘膜，如Si基体上生长BN、AlN或LaF3，InP或CdTe基体上生长BaF2、SrBaF2等。
（6）金属膜，如InP、GaAs和Si基体上沉积的Al、Ag、Au和Mo等薄膜。
4.2 器件制备早期的MBE主要用来研究薄膜生长，但推动MBE发展的动力是高端电子器件和光电子器件的发展。
MBE可以低温低速生长薄膜，制备界面原子级突变的异质结，高精度控制掺杂比例等，因而可以制造优质半导体膜、异质结及量子阱等结构。
利用这些结构，能够制备具有独特性能的电子器件和光电子器件。
如图6所示为用MBE方法生长的高电子迁移率晶体管（high electron mobility transistor，HEMT）、异质结双极晶体管[5]（heterojunction bipolar transistor，HBT）GaAs/AIGaAs量子激光器（多层13nm厚的GaAs和AIGaAs外延膜交替排列）和GaN激光二极管（由GaN外延膜及其多种掺杂膜组成）[6]，各种膜的成分及厚度都标示在图中。
图6 MBE制备的器件示意图4.3 MBE装置进展MBE装置也在不断进展，主要表现在真空室结构、蒸发源的变化，以及其他高端分析设备的融入。
1）真空室结构的进展早先的MBE装置是两室结构，除进样室外，还有薄膜制备和分析室。
这种把薄膜制备和分析结合在一起的结构使用比较简单，但是薄膜制备过程中气化的膜材分子或原子对分析仪器有微量的污染，长期积累会影响分析仪器的灵敏度。
于是，后来的MBE装置中将分析室与薄膜沉积室分开，形成了三室结构，原理图如图7（a）所示。
科学研究的不断发展需要在真空环境下处理样品，又发展出四室结构，包括进样室、样品处理或预生长室、制样室，以及分析室。
四室实体图如图7（b）所示。