王禄的科学网博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/luwang 半导体、分子束外延与我

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分子束外延的过去 精选

已有 18615 次阅读 2012-8-4 21:44 |系统分类:科普集锦

    不知不觉从事分子束外延生长工作已经有些年头了,今天闲来无事,跟大家八卦下与这个设备有关的一些有趣和无趣的事情。
    分子束外延,英文全称为Molecular Beam Epitaxy,简称MBE。圈子里有个笑话:问MBE代表什么?答:1 Many boring evening; 2 Money burning equipment。细细品来,十足反映出从事MBE研究的同行的阿Q精神。
    MBE这个东西是我了解范围内与华人关系最密切的半导体设备了。MBE的发明人卓以和先生本身就是华人,在国际上最先开展MBE研究的人群中也有很多华人的身影,如已故物理学家张立纲先生(被几个苏联红军里的流氓枪杀的我国著名地质和矿业学家张莘夫之子)等。当然,土生土长的外国人中也有很多重要的前辈,如Ploog等。
    今年两院院士大会期间,卓以和先生曾在参会期间访问半导体所,半导体所的同行组织了一个京区MBE研究单位的交流会。我有幸代表课题组向卓先生汇报了一下工作。会后用餐期间,卓先生饶有兴致的讲起当年研制MBE期间的种种趣闻。例如,在他开始MBE研制的初期,BELL实验室就曾经出现过很多反对的声音,认为以一个原子层一个原子层的速度生长材料没有意义,有人还曾经说:“卓,你能用你的设备给我长一个100微米的Si层吗?”。听了这段故事,不由得感慨,有些时候真理还就是掌握在少数人手中。
    而国内的MBE研究的开始则更为曲折。无法否认,MBE的重要应用领域之一即为军事工业。因此当MBE在西方国家问世后,我国是无法购得该设备的。中国人想采购?没有任何理由,禁运~!美国佬才不管你是要做基础研究还是做导弹导引头,一律封杀。在这样的背景下,不得不佩服我国老一辈科学家的精神。很多人从纯粹的foundamental research当中转行,开始从事MBE仪器设备的研发。其中包括曾被炒得沸沸扬扬的美国科学院院士而非中国院士的李爱珍女士,我们组的老组长周均铭老师,半导体所的孔梅英老师等。据组里一个年纪比较大的老师回忆,当时从连MBE长什么样子都不知道开始,一直到做出整机参加国际展览,甚至支援当时我们的社会主义盟友东德(跟我们一样悲剧,被禁运……),其中辛苦有谁知道?据说当时的国产MBE的机械和电气结构设计甚至比欧美的设备更加先进,只是由于国内钢材质量不过关,同样条件下出气量比进口钢材高很多,导致当时国内的MBE在真空度这一指标上与国外设备有一定差距。但这毕竟是从无到有的突破啊!
    在这样的条件下,西方国家看到中国已经能够自主研制MBE了,虽然性能差点,但毕竟已经有了,垄断MBE的战略意义已经大大降低,因此英国的VG,法国的Riber等公司放开了对中国的禁运,开始赚钱了(真tmd坏啊)。但即便今天,美国的MBE整机对中国的进口还是有很多限制的,Veeco的销售总监对此头疼不已,呵呵。
    最后说一点点不知该不该说的话,就是由于西方国家放开了对国内MBE的进口,目前MBE在国内已早不像当年如神话中的设备,国内多家单位开始购置进口设备。但也正因为国外放开了进口,导致目前国产MBE基本无人问津。上面提到的各位前辈无一人当选中国科学院或工程院院士,有时真为当年他们付出的辛苦感到惋惜。虽然他们不是院士,但没有他们的努力,今天国内量子阱超晶格的研究恐怕仅仅停留在文献或计算机模拟上吧。近几年,国内加大了仪器设备研发的资助力度。身边很多人跃跃欲试,很为他们的热情感到钦佩。祝福他们好运,祝我国国运昌隆!


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