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“界面就是器件”。2000 年诺贝尔物理学奖获得者赫伯特·克勒默的宣言精辟地概括了界面在电子器件功能和性能中发挥的核心作用。[1] 对于基于低维或拓扑量子材料的器件来说，这句话更是如此，因为它们的性质通常对表面和界面周围的几个原子层敏感。[2-5] 如此精密的“量子器件”需要能够以良好可控的方式实现原子级清洁、突变和平整界面的制造技术。这显然超出了低真空、环境空气或溶液环境下的传统制造工艺的范围。分子束外延 (MBE) 是一种可以提供最佳界面条件和可控性的制备方法，采用超高真空 (UHV) 环境、高纯度蒸发源、缓慢的生长速度和可精细调节的生长参数。[6] 标准 MBE 技术通常用于生长薄膜和垂直异质结构。一些平面纳米结构也可以通过 MBE 制备，[7,8] 但其控制效果不如传统光刻或电子束光刻那么好。通过 MBE 生长的“干净”样品必须经历“肮脏”的制造过程才能制成器件。这些过程中产生的不受控的表面和界面会显著改变器件的性能，尤其是由表面/界面敏感的量子材料制成的器件。人们非常希望通过分子束外延直接生长由量子材料组成的极其脆弱的器件，然后将其封装在超高真空环境中，以保留其原有性能。在过去的几年中，在平面纳米结构和器件的直接分子束外延生长技术方面取得了令人鼓舞的实验进展，[9-18] 这在很大程度上得益于
量子器件的分子束外延生长
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