MBE: a nagyobb winchesterek titka?

Az Oktatási Minisztérium által meghirdetett 2001-es műszerpályázaton az egykori Központi Fizikai Kutatóintézet egyik utóda, a Részecske és Magfizikai Kutatóintézet 95,117 millió forintot nyert egy MBE berendezés vásárlására. Ez az összeg a teljes, 135,875 milliós árnak a 70%-a, a hiányzó részt az Intézetnek kell hozzátennie.

Az MBE betűszó a "molekulanyaláb epitaxia" angol rövidítése. A berendezés segítségével vékony, akár 1-2 atom vastagságú egykristályos rétegeket lehet létrehozni a hordozóanyag felületén. Ha a növesztés megfelelő körülmények között zajlik, a kialakuló réteg egykristályos lesz, és a kristályszerkezete pontosan illeszkedik a hordozóéhoz.

A berendezés működéséhez ultravákuum szükséges, ami 10⁸ pascal körüli nyomást jelent (a tengerszinten mért légnyomás 100 ezer pascal). Ha ennél rosszabb a vákuum, akkor a növesztés során kialakuló rétegekbe beépülnek a kamrában található szennyezők, megakadályozva a megfelelő kristályszerkezet kialakulását. Az ilyen nagy vákuum létrehozása nagyon nehéz feladat, már a belső falakra rátapadó víz és levegőmolekulák is komoly gondot jelentenek. A zárásra használt tömítések sem a mindennapi életben megszokott gumitömítések, hanem a megfelelően kialakított felületek közé helyezett fémgyűrűk. A minták behelyezése és kivétele sem egyszerű, és a hosszadalmas folyamat akár egy napig is eltarthat.

Habár ez lesz hazánkban az első ilyen berendezés, vannak előzményei. Az MFA egyik kutatója, Pethő Gábor épített innen-onnan összeszedett alkatrészekből egy hasonló, bár jóval szerényebb berendezést. Az ezzel készített egyik minta vizsgálatában jelen sorok írója is részt vett a napokban. A vizsgálat előzetes eredményei szerint 90-95%-ban sikerült megtartani a rétegben a hordozó kristálytani irányait, ami jó eredménynek mondható.

Az MBE eljárás jelenleg a világ minden részén az érdeklődés középpontjában áll. Sokak véleménye szerint a nem túl távoli jövőben hasonló eljárással fognak készülni például a winchesterek fejei, esetleg a lemezei is, mágneses érzékelők, lézerek, speciális tükrök, köztük akár röntgen-tükrök is.