Die Molekularstrahlepitaxie wurde im Hochvakuum oder Ultrahochvakuum (1 x 10⁻⁶) durchgeführt.^-8Die Molekularstrahlepitaxie zeichnet sich vor allem durch ihre geringe Abscheidungsrate aus, die üblicherweise ein epitaktisches Filmwachstum von weniger als 3000 nm pro Stunde ermöglicht. Um den gleichen Reinheitsgrad wie bei anderen Abscheidungsmethoden zu erreichen, ist ein ausreichend hohes Vakuum erforderlich.

Um das oben beschriebene Ultrahochvakuum zu erreichen, verfügt die MBE-Anlage (Knudsen-Zelle) über eine Kühlschicht. Die Ultrahochvakuumumgebung der Wachstumskammer muss mithilfe eines Flüssigstickstoff-Kreislaufsystems aufrechterhalten werden. Flüssigstickstoff kühlt die Innentemperatur der Anlage auf 77 Kelvin (−196 °C). Die niedrige Temperatur reduziert den Anteil an Verunreinigungen im Vakuum und schafft optimale Bedingungen für die Abscheidung dünner Schichten. Daher ist für die MBE-Anlage ein separates Flüssigstickstoff-Kühlkreislaufsystem erforderlich, das eine kontinuierliche und gleichmäßige Zufuhr von −196 °C kaltem Flüssigstickstoff gewährleistet.