场离子发射与场离子显示屏(FID)——一种新型彩色平板显示器

:场离子显示屏 (FID)是一种既能克服场发射显示屏 (FED)制作的困难 ,实现阴极射线显象管 (CRT)平板化 ,又能保持CRT优质图象和低廉价格的新型彩色平板显示屏。本文先介绍场离子发射的原理 。

场离子显示屏——一种新型彩色平板显示屏

场离子显示屏（ＦｉｅｌｄＩｏｎＤｉｓｐｌａｙ，缩写为ＦＩＤ），是一种既能够克服场发射显示屏（ＦＥＤ）存在的困难，实现阴极射线显象管（ＣＲＴ）平板化，又能保持ＣＲＴ优良图像质量的新型彩色平板显示屏。本文先介绍场离子发射的原理，然后介绍ＦＩＤ的结构及工作原理。

Fe_3Al合金中D0_3有序化过程的场离子显微镜研究

经５００℃保温５天有序化处理得到的Ｄ０３结构Ｆｅ３Ａｌ，其场离子显微镜（ＦＩＭ）像具有十分发达的环结构，但〈１１１〉极环结构的清晰程度明显低于〈１００〉极．连续观察可以发现，〈１００〉极的场蒸发过程简洁，而〈１１１〉极较复杂．分析表明，经这种有序化处理后，Ｄ０３结构下的ＳＩ型有序已趋于完成，而ＳＩＩ型有序尚未完成．在同一温度下，即使延长保温时间，〈１１１〉极衬度也未有明显好转，表明在５００℃下处理得到的Ｄ０３有序结构并不完整．

Fe_3Al合金B2有序化过程的场离子显微镜观察

对不同有序度下的Ｂ２结构Ｆｅ_３Ａｌ进行了场离子显微镜（ＦＩＭ）研究．不论是否达到最大Ｂ２有序度，ＦＩＭ像的总体规则程度均很差，难以由常规方法得到有序度的信息．但是，ＦＩＭ像中的局部区域，也即〈１００〉极的场蒸发过程却提供了Ｂ２有序度的信息，通过对其连续观察发现，Ｆｅ_３Ａｌ的Ｂ２有序化进程在纳米尺度范围是不均匀的．从〈１２０〉极上得到的结果与〈１００〉极一致．这种一致性再一次证实了“Ａｌ成像，Ｆｅ不可见”的观点是正确的．

用场离子显微镜和原子探针研究23NiCo钢中M_2C的回火析出机制

研究了新型高合金超高强度钢 (2 3NiCo)中M2 C的回火析出机制。结果表明M2 C以非均匀形核方式析出 ,有两种形核机制 ,一种是自基体位错上直接析出 ,即单独形核 ;另一种是在渗碳体上形核 ,即原位形核。以单独形核机制析出的M2 C与基体高度共格 ;以原位形核机制析出的M2 C与基体非共格。

场离子-扫描隧道显微镜

由IBM的Binnig和Rohrer发明的扫描隧道显微镜STM是基于与原先的各种表面研究手段完全不同的原理,能直接观察一个个表面原子并能测出每个原子位置上的电子状态的划时代的表面研究装置。STM之所以引起表面科学工作者的注目主要原因是由于它能在极高的空间分辨率(dX/Y～0.1nm,dz～0.01nm)下直接观察表面的原子结构。而且,它不一定需要超高真空条件,而可以在大气或溶液等环境中操作。这是以往任何一种表面研究手段不可能做到的。然而,即使如此,STM也暴露出它的弱点,如操作特性的不稳定性以及操作过程中原子分辨能力的不可控性。很显然主要原因是扫描探针的尖端曲率半径及其稳定性。为了在STM实验中随时监测其扫描探针尖端的原子排列状况,Kuk及Sakurai等人先后设计研制了一种将场离子显微镜FIM和STM组合在一起的复合型场离子-扫描隧道显微境FI-STM。使用这种仪器可以确保在极高的原子分辨的情况下从事STM研究。下面将就FIM的原理、STM的基础、FI-STM的技术细节以及它的应用实例作简单的介绍。

傅里叶变换静电场离子阱的离子入射条件优化研究

在推导傅里叶变换静电场离子阱离子运动规律的基础上,得出了离子的最佳入射条件。研究了离子在不同初始条件下进入离子阱后的运动状态,计算出了离子能够被离子阱束缚的入射动能范围。分析了入射动能范围与离子入射角度及入射位置之间的关系,给出了实现傅里叶变换静电场离子阱离子接口的离子初始条件。

场离子显微镜在析出强化微合金钢中的应用

将实验V-Nb-Mo微合金钢在1200℃固溶处理,在500℃回火不同时间,用场离子显微镜(FIM)研究实验钢中碳化物的析出过程。结果表明:回火0.5 h的样品中,碳化物处于形核长大时期,与基体的{110}呈共格关系;随着回火时间的延长,碳化物形成独立的晶体结构,与基体{110}之间呈半共格关系;回火100 h后,碳化物粗化长大,与基体呈非共格关系;形状系数随着回火时间的延长先变大再变小,析出相尺寸从1.6 nm逐渐增大至15 nm。500℃回火30 h的实验钢力学性能最佳,表明碳化物的析出强化效果最明显,相应的碳化物尺寸约为4 nm。

原子探针场离子显微镜技术

原子探针场离子显微镜具有原子分辨率,放大倍数约为10~6。可直接观察正空间固体表面原子的排列,并可分析包括轻元素在内元素的原子成分。质量分辨率△m/m为1/100到1/5000,元素探测极限达到0.2at％。是强有力的表面分析手段之一,也是迄今为止能从一个个原子的角度分析成分唯一的仪器。其应用领域十分广泛。本文将对此技术作一简介。

近代物理技术在多相催化研究中的应用(ⅩⅥ)——第十三章 场发射、场离子显微分析术及其在多相催化研究中的应用(上)

一、概述自场发射显微镜(Field Emission Microscope,简称FEM)问世以来,它就成为固体表面研究,特别是表面化学研究的有力工具。在FEM基础上发明的场离子显微镜(Field Ion Microscope,简称FIM)和原子探针(Atom Probe,简称AP),进一步发展和增强了场致发射显微分析术的能力。这三种显微分析手段虽然都是利用强电场条件下的隧道效应来工作,但是各有特点,而且又各自几经改进。

近代物理技术在多相催化研究中的应用(ⅩⅦ)——第十三章 场发射、场离子显微分析术及其在多相催化研究中的应用(下)

2.实验操作 FIM样品的制备方法、真空度的要求、和清洁样品表面的手段与FEM几乎一样,只不过样品要更尖一点,以求在不过分高的电压下能产生足够强的表面电场并获得较高的分辨率。另外,场蒸发成为实验前的必须准备程序。它不仅有清洁样品表面的功能,而且是获得完美原子排列的表面的理想方法。

鞍型场离子枪特性研究

本文简述了鞍型场离子枪的工作原理,并给出了我们所研制的鞍型场离子枪的特性。实验结果表明,我们研制的这种枪在放电功率为16W 时,枪体的温度为300℃,因而不需水冷;再有,这种枪所发射的束流中有很多荷能中性粒子。在放电电流为1.2mA、放电电压为4～7kV 时,中性粒子占全束流的70%～80%。本文对中性束流的实验结果进行了讨论。

纳米尖端场离子化气体传感器的动态测试方法研究

制作了一种纳米尖端场离子化气体传感器,以氧化锌纳米尖端为阳极,钨针为阴极,采用皮安表向传感器提供输出波形可控的直流电源,测量流过器件的预击穿电流。由于采用了纳米尖端进行离子化,有效地降低了传感器的击穿电压,提高了传感器的离子化能力,而且避免了氧化锌材料以空气作为背景测试气体时的氧化问题。动态测试预击穿电流的方法提高了器件的实用性。实验结果显示该传感器对乙酸蒸气有较好的响应,而且可以做定量测量。所制场离子化气体传感器适于普通空气条件下的使用,具有良好的应用前景。

含晶界场离子显微镜——原子探针试样的制备技术

应用电子显微镜和脉冲抛光技术 ,成功控制了晶界在场离子显微镜—原子探针试样中的位置 ,使其处于场离子显微镜—原子探针的有效分析范围内。获得铁素体不锈钢含晶界场离子显微镜—原子探针试样的制备条件 ,制成含晶界 Fe- 1

场离子显微术在晶体缺陷研究中的应用

本文概述了场离子显微术(FIM)及原子探针微区分析方法(AP)的基本原理及其在晶体缺陷研究方面应用的新进展。重点介绍此实验方法在金属间化合物及扩散相变产物的微结构和有关晶体缺陷,如点缺陷,位借,界面结构和第二相析出物超微颗粒的研究方面的新结果。

位置灵敏探测器在场离子显微技术中的应用

将位置灵敏探测器与场离子显微镜结合,可以得到数字化场离子像。数字化场离子像具有与常规场离子显微像同量级的原子级分辨率,然而由计算机获取、显示、存贮、提取图像,使用起来非常方便。将数字化场离子像与位置灵敏原子探针结合使用,可以得到空间特定位置的材料超微区成分分析。本文具体介绍了数字化场离子像的获取,分辨率和实际应用。

芯片级非对称场离子迁移谱技术检测爆炸物和毒品

本研究使用蒸气法-芯片级非对称场离子迁移谱技术(FAIMS)检测部分爆炸物和毒品。通过14～21d的连续测试得到目标物的扩散速率。在设定条件下,实现了对爆炸物和毒品的良好分析。同时针对FAIMS检测技术开发出了新的数据识别方法,使FAIMS技术以超高的灵敏度完成了对部分爆炸物和毒品的有效分辨,检测浓度范围约为33～100ng/L。该方法无需前处理、方便、快捷,灵敏度高,具有很好的应用前景。

原子探针场离子显微镜

本文介绍了原子探针场离子显微镜的基本结构，成象原理，原子鉴别的基本思想和应用范围。原子探针场离子显微镜是至今为止最能精确地确定原子位置和原子种类的重要装置，是材料科学研究的有力工具之一。

场离子显微镜观测单壁碳纳米管

场离子显微镜是具有原子级分辨能力的尖端表面分析工具。它适用于纳米尺度的单壁碳纳米管 (SWCNTs)末端表面原子排列的观测。利用范氏力将SWCNTs组装到钨针尖上 ,用场离子显微镜观察了这种针尖样品。在观察过程中对针尖样品进行了加热处理 ,既除掉非晶的C原子 ,也破坏了由于碳纳米管切割制造过程使用表面活化剂引起的高电阻层 ,得到了开口SWCNTs的场离子显微镜像 ,由此推断出SWCNTs束的顶端原子结构 ,估算出观察到的SWCNTs的直径 ,并且模拟了其中一个图像所代表的SWCNTs顶端开口的原子排列 ,推断出产生这个图像的SWCNTs是 (7,7)型结构。

芯片级非对称场离子迁移谱技术快速识别不同霉变烟草

建立了顶空进样法—芯片级非对称场离子迁移谱(Microchip-based FAIMS)技术快速识别霉变烟草。在常压条件下,以经过活性炭和分子筛净化的空气为载气,同时在正负离子模式下进行检测。在优化的条件下(载气流量2000 m L/min,顶空温度为25℃,样品气流为100 m L/min),对不同霉变程度烟草进行定性分析,建立识别规则,依据规则识别烟草霉变程度,识别率达90%以上,实现对203种烟草的快速检测。对得到不同烟草的特征峰,利用解析-气相色谱-质谱仪器(TD-GC-MS)定性分析不同霉变状态烟草的特征霉变物质,验证FAIMS测试结果。烟草特征峰在指定的CV值和DF值下,离子电流值值存在显著性差异,利于识别。方法重复性的相对标准偏差RSD≤5%。因此,FAIMS检测技术可用于快速识别霉变烟草的方法开发。