Dépôt par jets moléculaires (MBE/UHV)

La technique de dépôt par jets moléculaires (type MBE : Molecular Beam Deposition/Epitaxy) est une méthode d’élaboration de nanomatériaux qui à partir d’une vapeur (mono ou multiéléments, jusqu’à 7 éléments différents en simultané ou en séquentiel) obtenue par évaporation/sublimation de métaux, métalloïdes ou autres, conduit à leur condensation sur un substrat cristallin ou amorphe.

Elle permet la croissance, sous ultravide (UHV), de films minces, voire ultra-minces (de la mono-couche à plusieurs dizaines de nm d’épaisseur) ainsi que de nanostructures (îlots ou nanoparticules) supportées constituées de différents matériaux, essentiellement des métaux.

Le bâti est connecté sous UHV à un spectromètre de photoélectrons XPS-UPS et à un bâti complémentaire de dépôt par pulvérisation cathodique magnétron.

• 1 cellule d’évaporation par effet joule : T < 1400°C
• 3 cellules individuelles d’évaporation e-beam : 160 < T < 3000°C , avec moniteur de flux
• 1 cellule triple d’évaporation e-beam : 160 < T < 3000°C , avec moniteur de flux
• 2 portes substrats chauffants, résistif et e-beam : T < 900°C et T < 1200°C précision 0.1°C
• 1 source d’oxygène ou hydrogène atomique de ratio O/O₂ ou H/H₂ et de flux ajustable
• 1 source d’ions Ar : 50 eV - 2 keV, 0 - 200 mA
• Niveau de vide de base/Ultravide : 10^-10 -10^-9 mbar
• Pyromètre-emissomètre in situ pour la mesure de température de substrat
• Balance à Quartz in situ pour la mesure d’épaisseur déposée
• Spectrométrie RHEED in situ pour la caractérisation de la cristallinité et de l’épitaxie.
• Bati de préparation et de pulvérisation cathodique de métaux/oxydes/carbone (Plasma Ar)

• Épaisseur de la couche déposée : 0.1 - 20 nm (dans de bonnes conditions d’homogénéité)
• Taille du substrat : Inférieure à 2 cm²
• Matériaux : Métaux Co, Fe, Ni, Cu, Ag, Pd, Pt, Rh, Au… et post-métaux/métalloïdes