分子束外延

摘要： 针对高质量、大规模碲镉汞红外焦平面探测器需求的持续增加,本文开展了使用分子束外延方式在50 mm×50 mm(211)B碲锌镉衬底上外延碲镉汞材料技术的研究。通过对碲锌镉衬底改进湿化学腐蚀、碲锌镉衬底预处理、碲锌镉衬底缓冲层生长、碲锌镉基碲镉汞材料工艺开发等方面的研究,开发出了能够稳定获得碲锌镉基碲镉汞材料的工艺。材料质量、工艺重复性良好,获得的碲锌镉基碲镉汞材料双晶衍射半峰宽(35±5)arcsec,组分平均值为0.2160;碲镉汞薄膜材料厚度平均值为6.06μm。

摘要： 由于量子受限效应,二维材料表现出很多三维材料所不具备的优异电学、光学、热学以及力学性能,为研究人员所关注.材料的优异物性离不开高质量材料的制备,超高真空环境可以减少杂质分子的污染与影响,提高二维材料的质量与性能.本文介绍基于超高真空环境的新型二维原子晶体材料的原位制备方法,包括利用分子束外延构筑新型二维材料、利用石墨烯插层构筑新型二维原子晶体材料异质结构以及利用扫描探针原位操纵构筑二维材料异质结构三大类.文章回顾利用这三类方法构筑的二维材料及其物理化学性质,比较三种方法各自的优势与局限性,对未来二维材料制备提供一定的指引.

摘要： 硼烯作为目前发现的最轻的二维材料,表现出丰富的物理性质,包括高柔韧性、光学透明性、高热导率、近一维自由电子气、狄拉克费米子、超导电性等.然而,由于体相硼的层间共价键结合力较强,很难剥离出单层硼烯.另外,硼原子的缺电子属性,使其化学性质比较活泼,成键复杂,导致硼烯有很多同素异形体.长期以来,关于硼烯的研究停留在理论探索方面,硼烯的实验制备一直难以突破,直到最近几年才由少数课题组成功制备,至此关于硼烯的生长、结构以及电子性质研究打开了巨大的探索空间.本文主要从实验方向,系统综述了硼烯在不同衬底上的制备方法以及表现的不同结构相,并讨论了其生长机理.硼烯的制备为进一步扩展硼烯的物理性质提供研究平台,为探索硼烯的纳米器件制备提供思路,使得其在高能量储备、光电子器件、高检测灵敏度、柔性纳米器件等方面具有巨大的潜在应用前景.

摘要： 带间级联激光器有源区内部的物理机制复杂,尚未得到充分研究。优化了电子注入区结构,通过减小InAs/AlSb啁啾超晶格中InAs量子阱的厚度促进电子向光增益区的注入,在较低的电子注入区掺杂浓度下满足了光增益区电子数和空穴数基本相等的注入平衡条件,降低了有源区中自由载流子吸收和杂质散射造成的光损耗。采用该有源区结构的带间级联激光器实现了较好的室温激射性能,腔长4 mm、脊宽20μm且腔面未镀膜器件的阈值电流为200 mA,单腔面出光功率为55 mW。通过分析2~5 mm不同腔长器件的电压-电流-光功率性能,得到器件的波导损耗仅为3 cm^(-1),有源区载流子寿命为0.7 ns。

摘要： 本文采用分子束外延技术在具有6°斜切角的c面蓝宝石衬底上外延β-Ga_(2)O_(3)薄膜,系统研究了生长气压对薄膜特性的影响。X射线衍射谱和表面形貌分析表明,不同生长气压下所外延的薄膜表面平整,均具有(201)择优取向。并且,其结晶质量和生长速率均随生长气压增大而逐渐提高。通过X射线光电子能谱分析发现,生长气压增大使得氧空位的浓度大幅下降,高价态Ga比例增大,最终使得O/Ga原子数之比接近理想Ga_(2)O_(3)材料的化学计量比值。利用Tauc公式和乌尔巴赫带尾模型进行计算,结果表明随着生长气压的增大,样品的光学带隙由4.94 eV增加到5.00 eV,乌尔巴赫能量由0.47 eV下降到0.32 eV,证明了生长气压的增大有利于降低薄膜中的缺陷密度,提高薄膜晶体质量。

摘要： 二维磁性材料的自发磁化可以维持到单层极限下,为在二维尺度理解和调控磁相关性质提供了一个理想的平台,也使其在光电子学和自旋电子学等领域具有重要的应用前景.晶体结构为层状堆叠的过渡金属卤化物具有部分填充的d轨道和较弱的范德瓦耳斯层间相互作用等特性,是合适的二维磁性候选材料.结合分子束外延(MBE)技术,不仅可以精准调控二维磁性材料生长达到单层极限,而且可以结合扫描隧道显微术等先进实验技术开展原子尺度上的物性表征和调控.本文详细介绍了多种二维磁性过渡金属卤化物的晶体结构和磁结构,并展示了近几年来通过MBE技术生长的二维磁性过渡金属卤化物以及相应的电学和磁学性质.随后,讨论了基于MBE方法对二维磁性过渡金属卤化物的物性进行调控的方法,包括调控层间堆垛、缺陷工程以及构筑异质结.最后,总结并展望了二维磁性过渡金属卤化物研究领域在未来的发展机会与挑战.

摘要： 砷化镍型MnTe化合物是一类重要的环境友好p型中温热电材料.低空穴浓度是制约MnTe热电材料性能优化的关键因素,目前对于MnTe热电材料的性能优化缺乏系统的实验研究.本文采用分子束外延技术制备MnTe薄膜,并用扫描隧道显微镜表征其本征点缺陷,最终通过本征点缺陷的调控实现了MnTe的电输运性能大幅优化.结果表明,Mn空位(V_(Mn))和Te空位(V_(Te))是MnTe薄膜的主要本征点缺陷结构.随着薄膜生长温度(T_(sub))的提高或Mn∶Te束流比的降低,MnTe薄膜的空穴浓度得到了大幅提升,最高空穴浓度可达21.5×10^(19)cm^(–3),比本征MnTe块体获得的数值高一个数量级.这归因于MnTe薄膜中p型V_(Mn)浓度的显著增加,并引起电导率和功率因子的显著提升.最后,在T_(sub)=280°C以及Mn∶Te=1∶12条件下生长的MnTe薄膜获得了所有样品中最高的热电功率因子,在483 K达到1.3μW·cm^(–1)·K^(–2).本研究阐明了MnTe中存在的本征点缺陷结构特征及其调控电输运的规律,为进一步优化MnTe材料的空穴浓度和电输运性能提供了借鉴.

摘要： 随着大面阵红外探测器技术研究越来越深入,大尺寸红外探测器材料技术成为制约红外探测器技术发展的重要环节。本文介绍了Sofradir公司、Teledyne公司、Raytheon公司、AIM公司红外探测器材料研究的现状,从生长方式、衬底选择等方向分析大尺寸碲镉汞材料研究现状与趋势。

摘要： 近些年,人们对拓扑材料体系的认知得到了飞速发展.随着量子信息科学与技术成为当下科学研究的热点,具有大能隙高稳定性的低维拓扑材料有从基础研究向应用探索的趋势发展.如何实现高质量、大面积的单晶生长是影响拓扑材料走向实用化的重要一步.本文报道了在具有Sb原子终止面的InSb(111)衬底上利用分子束外延技术生长低维拓扑绝缘体锡烯与铋烯的实验结果.实验中发现,无论是锡烯还是铋烯,起始外延阶段都会在衬底上形成单层的浸润层.由于锡原子之间的相互作用远强于其与衬底的表面结合力,因此浸润层呈岛状生长,晶畴岛与岛合并的过程中边界效应明显,导致薄膜实际上由大量小晶畴拼接而成,畴壁处的缺陷难以避免.而浸润层的晶体学质量又限制了后续锡烯薄膜的外延行为,因此实验发现难以实现高质量且层数准确可控的单晶锡烯薄膜生长.而铋原子与衬底表面的结合能强于原子之间的相互作用,能够在较高温度下实现浸润层的单层层状生长,高质量的浸润层为后续铋烯的生长提供了良好的外延过渡层,因此发现实验中更容易得到大面积的铋烯薄膜.本文实验结果及相关理解对于利用半导体衬底生长低维拓扑晶体薄膜具有指导意义.

摘要： 远程外延能够突破传统外延中晶格匹配、热匹配等限制,近年来得到了广泛的关注。Ⅲ-Ⅴ族和Ⅲ-氮化合物半导体已经成功在石墨烯上远程外延生长,但Ⅳ族半导体的远程外延很少被报道。本文首次借助于分子束外延技术在石墨烯上远程外延制备了半导体Ge纳米柱,研究了其生长特性及剥离转移。结果表明:远程外延生长的Ge纳米柱为[111]c晶向,集中分布在石墨烯的褶皱以及衬底Cu-Ni原子台阶处,随着生长温度的提高,Ge纳米柱的高度和密度逐渐下降,但直径差别不大,约为55~65 nm,此外,自组织生长的Ge纳米棒显示无应变的生长状态,引入少量Sn形成GeSn纳米柱,能够显著提升Ge纳米柱的面密度。同时,生长的Ge纳米柱可实现剥离,有望实现异质集成,应用于先进光电子器件等领域。

摘要： InAs/GaSb超晶格材料是目前唯一理论上性能超越碲镉汞的红外探测器材料,被公认为制备第三代红外探测器的优选材料.利用分子束外延技术在(100）GaSb衬底上生长了超晶格材料,通过优化去氧化层工艺、缓冲层生长优化,获得极高质量的缓冲层材料,表面明显的台阶流显示了GaSb呈理想的二维生长模式.并继续通过优化生长参数,在缓冲层上生长了高质量的InAs/GaSb超晶格材料,解决了由应变引起的缺陷难题,将缺陷密度降到400/cm2以下.通过高分辨X射线衍射仪测得超晶格材料的多级卫星峰,-1级卫星峰半峰宽小于17arcsec,显示了材料良好的界面质量.最后通过制备焦平面阵列验证了材料的性能,验证芯片规格为128×128,平均峰值探测率达8×1010cm.Hz1/2/w,并获得清晰成像.

摘要： 声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)器件是射频滤波、信号延迟、脉冲压缩等,是无线通讯、导航等领域中信号处理技术的核心元件之一,具有插入损耗低、阻带抑制比高、带宽较宽的优点,而且制作工艺简单,制作成本低,便于集成.SAW传感器还可用于气体传感、物质识别和定量分析,在医疗、生物、材料分析领域有广阔的应用前景.本研究采用在蓝宝石上用分子束外延生长的高质量AIN单晶薄膜和Ti/Al复合电极，利用抬离工艺，通过优化光刻和电极溅射工艺，制作SAW器件。器件的响应特性采用矢量网络分析仪进行分析。图1所示为AJN薄膜的表面形貌和XRD摇摆曲线，AlN薄膜的表面均方根粗糙度为1.8nm，(0002)面的XRD摇摆曲线半峰宽为103arcsec。研究发现，当AIN表面存在高密度Al滴(图2(a))时，器件会失效，这可能是由于A滴改变了电场分布的缘故。同时，制作器件时还应注意AlN的极性，N极性薄膜可与碱性显影液发生反应。

摘要： 具有中间能带的多带隙太阳电池是一种第三代新型高效太阳电池.由于处于禁带中的中间带的存在,这种新型太阳电池能够在单结中实现三种不同能量的跃迁,像现有的三结太阳电池一样,极大地拓展光吸收波长范围的同时,维持高的开路电压,单倍太阳光和聚光条件下理论能量转换效率分别可达46％和63.2％.中间带太阳电池的关键在于获得合适的中间带材料,即在合适的基质材料的禁带中,引入合适的中间能带,以便创造最优的太阳光子能量吸收与跃迁机制.

摘要： 基于自旋转移力矩效应的磁随机存储器件(STT-MRAM）兼备了存储密度高、功耗低、数据处理速度快、热稳定性强和非易失性等诸多优势,是相关领域的研究热点.然而,这些优点对STT-MRAM的核心结构---具有垂直易磁化特性的隧道结(p-MTJ）提出了很高要求.随着研究的不断深入,人们发现广泛研究的界面诱导垂直易磁化材料体系存在明显的缺陷.对以MnGa为铁磁电极的磁隧道结进行了深入研究，利用分子束外延（MBE）技术首先在GaAs(001)衬底上成功实现了全MnGa 诱导p-MTJ 的制备。为缓冲MnGa 电极与MgO势垒层之间的晶格失配，我们在二者之间加入了超薄的半金属Heusler合金Co2MnSi插层，组成了以MnGa/Co2MnSi/MgO/Co2MnSi/MnGa 为核心的器件结构，其中插层材料的磁化状态可以通过MnGa 与Co2MnSi间强大的反铁磁交换耦合作用进行有效调控。

摘要： 太赫兹量子级联激光器的有源区由千余层纳米薄膜构成,其制备要求精确控制每一层薄膜的厚度、组分和掺杂浓度.本文采用分子束外延方法,通过反射式高能电子衍射对衬底表面状态进行在线分析和生长速率标定,通过动态温度补偿实现了长时间GaAs/AlGaAs的稳定沉积,获得了原子级平整的层间界面,实现了ppb级本底杂质浓度的材料生长,层厚控制精度达到1％,为太赫兹量子级联激光器的研制提供了高质量的有源区材料.

摘要： InGaN化合物半导体的禁带宽度从3.39eV至0.64eV可调,其波长覆盖了深紫外至近红外波段,这使其在发射波长高度可调的光电器件方面具有很大的应用价值.然而,热力学相的不稳定性导致相分离的出现,并引发大量结构缺陷,使得高晶体质量的InGaN薄膜很难实现,尤其是中间In组分和高In组分区域.为了解决这一问题,可以利用(InN)m/(GaN)n短周期超晶格(SPSLs)代替随机的InGaN合金,以消除InGaN合金组分在空间上的波动.该结构设计备受关注,尤其是在太阳能电池等器件方面具有很大的应用潜力.但是,由于InN和GaN之间存在较大的晶格失配,并且二者的生长温度相差较大,导致InN单层的生长难以实现.本工作将主要介绍了GaN中In(Ga)N单原子层的外延生长和调控。由于和GaN材料之间的相互作用，InN层的生长温度可高达600°C。每个周期的生长过程中，对底层GaN进行650°C下的退火处理以保证表面吸附的Ga原子完全蒸发，从而避免InGaN合金的出现，是制备单原子层必不可少的步骤。虽然在外延生长中只是生长了InN的单层，但是透射电镜分析的结果发现该单原子层的In组分并非100%而只有33%，也就是单层成分为Inl/3Ga2/3N。有趣的是，在该单层结构中In和Ga原子呈现自组织形式的有序性周期排列。这种面内周期性排列在Ⅲ族氮化物中可能具有其他特殊性质。发光性质的测量也证明了其发光来自于二维束缚激子的发光。这种单层结构有望在提高量子结构的发光效率。

摘要： 利用分子束外延技术生长并制作了GaAs/AlGaAs半导体太赫兹(THz)量子级联激光器.激光器有源区采用束缚-连续跃迁与声子共振相结合的结构,波导采用半绝缘-表面等离子体结构.激光器输出中心波长为97微米(3.1THz),工作温度10K时未镀膜器件单腔面最高输出功率达到了457mW,最高工作温度为110K.90K时,单腔面最高脉冲输出功率能达到145mW.

摘要： 随着集成电路技术步入纳米级,一系列由于沟道微尺寸而引发的效应将影响晶体管性能.迁移率退化是其中最为严重的效应之一.本论文工作讨论了在InAIP虚拟衬底上生长张应变Ge，通过改变In组分获得了不同张应变Ge，并对张应变对Ge迁移率的影响进行了研究。本文中所有样品均在V90气态源分子束外延设备上进行材料生长，其中As和P由AsH3和PH:经1000°C高温裂解获得，其束流大小由压力控制;In,Al,Ga都使用固态源，束流大小由温度进行精确控制。测试结果表明，随着InAIP中In组分的增大，Ge的张应变量随之增大，表明在InAIP虚拟衬底上生长Ge可以对其张应变量进行很好地控制;原子力显微镜测试结果表明即使Ge的张应变量达到2.0％，仍然能够保持二维生长和高质量的表面;霍尔测试结果表明Ge迁移率随着张应变量的增大而增大，显示出其在未来集成电路应用的良好前景。

摘要： 目前,毫米波固态电子学器件与电路已经广泛应用于卫星通信、光纤通信、宽带无线传输、雷达、成像探测和医疗诊断等人们生产生活和国防安全的众多领域,成为毫米波电子系统中不可或缺的关键部件.随着材料、器件和电路制备技术的进一步发展和成熟,特别是分子束外延技术的稳步发展、亚微米深亚微米工艺制备技术的进一步提高以及三维系统级封装技术的不断推进,以GaAs和InP为代表的III-V族化合物半导体器件和电路得到了飞速发展,瞄准地球环境监控与大气研究、深空探测与成像以及超高速大宽带无线通信系统的重大需求牵引,器件和电路的性能有了长足进步,工作频率也逐渐跨入了太赫兹频段,该领域的研究也成为了国际上大多数国家和机构关注的焦点.本文阐述了毫米波太赫兹三端固态电子学器件与电路研究进展。太赫兹两端固态电子学器件与电路研究进展以及国内相关研究进展。研究表明：尽管在毫米波太赫兹固态电子学器件与电路方面国内取得了不错的成绩，但是必需清醒地看到，由于国内起点较低，长期投入较少，加上国外技术封锁和禁运，相关方面特别是器件和电路的工艺制备与国际顶尖水平还有较大差距，有待建立材料、器件和电路完整的产业链生态系统，促进该领域健康、可持续发展。

摘要： GaN基紫外光源是目前替代汞激发光源的唯一固态光源解决方案,近年来UVLED市场份额逐年递增,在紫外固化、杀菌净化、生化检测等领域具有重大应用价值,是目前半导体照明领域新的研究热点和产业化竞争的重点.AlGaN深紫外光源主要受限于p型掺杂的困难导致的极低空穴注入效率，以及p型GaN接触层的吸收导致的极低光提取效率。一种可行的解决方案是采用电子束泵浦紫外光源，其结构无需电子／空穴注入层和电子阻挡层，因而可以有效回避上述难题，实现高效高输出功率的深紫外光源。2015年俄国Ivanov教授采用亚原子层量子阱技术实现了270 nm波段输出功率达60 mW的AIGaN深紫外光源。借鉴了该技术并优化MBE生长条件制备了更高质量的GaN亚原子层量子阱，同时采用表面划痕技术提高光提取效率，实现了285 nm波段输出功率高达160 mW的电子束泵浦紫外光源，外量子效率约0.7%。

摘要： 本发明公开了一种用等离子体辅助分子束外延以准范德华外延生长高质量ZnO单晶薄膜的方法。将清洗处理后氮气吹干的氟晶云母衬底放入分子束外延设备中，衬底温度加热至300～800°C，将纯O2经过射频活化形成的氧等离子体作为O源，调节生长室真空度为1×10‑6～1×10‑5Torr，以纯金属Zn为金属源，在衬底上外延ZnO单晶薄膜。采用本发明方法可以以准范德华外延方式生长高质量的ZnO单晶薄膜，为低成本、大尺寸、柔性、自支撑ZnO基量子阱光电器件奠定基础。

摘要： 本发明公开了一种三状态分子束外延用束源炉快门，在具备束流开启与束流关断两种状态的基础上，新增第三种束源炉保护状态，处于束源炉保护状态的快门可以有效阻挡冷屏内壁上吸附的材料碎片掉落入束源炉中，具有可以保护束源炉内源料不受材料碎片污染、优化外延薄膜质量、同时有效提升蒸发束流的稳定性和重复性、降低设备维护时间、提高设备生产效率等优点。

摘要： 本发明公开了一种双快门分子束外延源炉系统及分子束外延设备，包括腔室，源炉，第一快门和第二快门；源炉的炉口朝向腔室内设置，第一快门和第二快门向腔室内延伸，且第一快门和第二快门至少部分露出于腔室外壁；通过在腔室外操作第一快门，可将第一快门调整至完全遮挡源炉的蒸发路径的第一位置或者完全离开蒸发路径的第二位置；通过在腔室外操作第二快门，可将第二快门调整至覆盖源炉3炉口正上方的第三位置或者靠近源炉3炉口加热器的第四位置。根据本公开的双快门源炉系统能够保护源炉内的源料不受材料碎片污染、优化外延薄膜质量、同时有效提升蒸发束流的稳定性和重复性。

摘要： 本发明提出了一种分子束外延系统及分子束外延表面的温度控制方法。分子束外延系统用于在衬底上外延生长至少一种外延物质，分子束外延系统包括：束流源、第一加热组件和第二加热组件，束流源用于向衬底发射外延物质，第一加热组件设于衬底的生长面的背面，用于从背面加热衬底；第二加热组件设于衬底的生长面的正面，用于从正面加热衬底。根据本发明的分子束外延系统，可以通过第一加热组件和第二加热组件对衬底进行加热，使衬底快速达到目标温度。减少工艺时间，减少较高温度对材料表面的影响，提高了分子束外延生长质量，可适用于分子束外延生长材料生长参数差异性较大材料的超晶格结构、异质结结构的材料当中。

摘要： 本发明提供了一种在导电型氧化镓衬底上制备同质外延氧化镓薄膜的方法及分子束外延设备，所述分子束外延设备包括MEB生长室、设置在所述MEB生长室内的不锈钢托盘，以及设置在所述不锈钢托盘底端的导电型氧化镓衬底，其特征在于，所述导电型氧化镓衬底的下方对应设置有激光器，所述激光器发出的激光波长为1800‑2200nm，且所述激光器发出的激光光斑覆盖对应导电型氧化镓衬底的整个底部。本发明通过所述激光器以激光加热的方法直接加热MEB生长室内的导电型氧化镓衬底，使导电型氧化镓衬底均匀受热，制备出高质量、厚度均匀的非故意掺杂氧化镓同质外延片。

摘要： 本发明提供了一种在非故意掺杂衬底上制备同质外延氧化镓薄膜的方法及分子束外延设备，其中，所述分子束外延设备包括MBE生长室、设置在所述MBE生长室内的不锈钢托盘，以及固定设置在所述不锈钢托盘底端的非故意掺杂氧化镓衬底，所述不锈钢托盘的上方设置有激光器，所述激光器发出的激光光斑覆盖所述不锈钢托盘的整个顶部。本发明通过所述激光器以激光加热的方法均匀的加热MBE生长室中的不锈钢托盘，进而实现非故意掺杂氧化镓衬底的均匀受热，制备出高质量、厚度均匀的非故意掺杂氧化镓同质外延片。

摘要： 本发明提供了一种在高阻型氧化镓衬底上制备同质外延氧化镓薄膜的方法及分子束外延设备，其中，所述分子束外延设备包括MBE生长室、设置在所述MBE生长室内的不锈钢托盘，以及设置在所述不锈钢托盘底端的高阻型氧化镓衬底，其特征在于，所述不锈钢托盘的下方设置有激光器，所述激光器发出的激光光斑覆盖所述不锈钢托盘的整个底端。本发明中由于高阻型氧化镓衬底对激光的吸收很小，激光可以直接通过高阻型氧化镓衬底照射到不锈钢托盘上，因此可通过设置在不锈钢托盘底端的激光器以激光加热的方式均匀的加热MBE生长室中的不锈钢托盘，进而实现高阻型氧化镓衬底的均匀受热，制备出高质量、厚度均匀的同质外延氧化镓薄膜。

摘要： 本发明公开了一种用等离子体辅助分子束外延以准范德华外延生长高质量ZnO单晶薄膜的方法。将清洗处理后氮气吹干的氟晶云母衬底放入分子束外延设备中，衬底温度加热至300～800°C，将纯O2经过射频活化形成的氧等离子体作为O源，调节生长室真空度为1×10‑6～1×10‑5Torr，以纯金属Zn为金属源，在衬底上外延ZnO单晶薄膜。采用本发明方法可以以准范德华外延方式生长高质量的ZnO单晶薄膜，为低成本、大尺寸、柔性、自支撑ZnO基量子阱光电器件奠定基础。

摘要： 本申请涉及一种分子束流限制装置及分子束外延设备，所述分子束流限制装置包括：源炉挡板，设置于衬底的一侧，用于实现自阀控源炉喷射至所述衬底的过压分子束流的开关状态；束流限制器，设置于所述源炉挡板和所述衬底之间，用于阻挡所述源炉挡板未能阻挡或反射的所述过压分子束流，还用于将所述过压分子束流经由所述束流限制器入射至所述衬底表面。束流限制器和源炉挡板的共同配合，实现对阀控源炉出射的过压分子束流进行限制的同时，还将过压分子束流引流至衬底上，尽可能降低暂存在生长腔室内的过压分子束流，进而实现过压分子束流开关状态的快速切换，提升分子束外延材料的结晶质量。

摘要： 本申请涉及一种分子束流限制装置及分子束外延设备，所述分子束流限制装置包括：源炉挡板，设置于衬底的一侧，用于实现自阀控源炉喷射至所述衬底的过压分子束流的开关状态；束流限制器，设置于所述源炉挡板和所述衬底之间，用于阻挡所述源炉挡板未能阻挡或反射的所述过压分子束流，还用于将所述过压分子束流经由所述束流限制器入射至所述衬底表面。束流限制器和源炉挡板的共同配合，实现对阀控源炉出射的过压分子束流进行限制的同时，还将过压分子束流引流至衬底上，尽可能降低暂存在生长腔室内的过压分子束流，进而实现过压分子束流开关状态的快速切换，提升分子束外延材料的结晶质量。