Service de
Physique et Chimie
des Surfaces et Interfaces

La technique de l'épitaxie par jets moléculaire ou MBE en anglais (Molecular Beam Epitaxy) a été développée initialement pour la croissance cristalline des semi-conducteurs. Il s'agit d'une technologie ultra-vide (P < 10-6 mbar) basée sur l'évaporation séquentielle des constituants élémentaires placés dans des cellules à effusion de Knudsen. Un des avantages de cette méthode repose sur le contrôle de la croissance en temps réel grâce à l'utilisation in situ de la diffraction d'électrons de haute énergie en incidence rasante ou RHEED.

Sas d’introduction (1) équipé d’une pompe turbomoléculaire. Chambre de préparation (2) - Canon permettant le bombardement ionique des surfaces (ions Ar+ d’énergie comprise entre 1 et 8 keV). - Four permettant un chauffage jusqu'à 1800°C en combinant l’effet Joule jusqu'à 500°C et le bombardement électronique au-dessus. La température est mesurée par un thermocouple et/ou un pyromètre infrarouge. - Introduction de gaz par vanne de microfuite. - Dispositif de diffraction d’électrons lents (LEED Riber). Chambre d’analyse (3) - Source X Riber non monochromatée : Al (hn =1486.6 eV) ou Mg (hn =1253,6 eV). - Détection par un analyseur hémisphérique (Clam II de VG-scientific). Chambre d’évaporation (4) - Trois cellules de Knudsen refroidies par eau permettant l'évaporation des métaux. - Canon à ions de faible énergie (200 à 600 eV). - Manipulateur équipé pour chauffer par effet Joule le substrat jusqu'à 600°C pendant le dépôt. La rotation du porte-échantillon sur lui-même est motorisée. - Mesure de l'épaisseur des dépôts par une balance à quartz Inficon refroidie par eau. - Source d'oxydation par plasma d'oxygène mono-atomique. - Canon RHEED (Staib Instrumente) qui utilise des électrons avec une énergie primaire comprise entre 0 et 30 keV. Le cliché de diffraction est observé sur un écran fluorescent. La géométrie de la chambre permet une incidence du faisceau primaire de l’ordre de quelques degrés. Les images sont ensuite enregistrées par une caméra CCD refroidie par effet Peltier. L’enregistrement et l'analyse des clichés de diffraction électronique (LEED et RHEED) se fait à l’aide du logiciel KSA-400. - Analyseur de gaz quadripolaire Inficon. - Spectroscope Auger de type CMA (PHI : Physical Instruments).