聚焦离子束电子束系统及其在生物学和医学上的应用

聚焦离子束电子束系统在材料失效分析、纳米材料结构表征与性能分析以及纳米器件研制等方面发挥着重要作用。近年来该系统在生物学和医学领域的应用日益受到人们的重视。本文介绍聚焦离子束电子束系统的组成、性能、相关功能及其在生物学和医学上的若干应用,包括透射电镜生物样品制备、细胞和组织内部结构观察与三维重构等。

基于聚焦离子束-扫描电镜方法研究页岩有机孔三维结构

页岩中纳米级有机孔的大小直接影响页岩气含气量,其连通性亦对气体运移和开采至关重要。本文选择漆辽地区龙马溪组富有机质页岩,利用聚焦离子束-扫描电镜(FIB-SEM)在纳米尺度上(10 nm)进行有机孔结构的三维重构。研究结果表明:(1)FIB-SEM方法适用于微米级页岩的纳米(>3 nm)孔隙结构特征研究。(2)蜂窝状有机孔发育均匀,孔径集中于10~200 nm,连通性较差;界面有机孔孔径集中于200~300 nm,局部连通性较好。(3)页岩总孔隙度与有机质含量成正比。研究认为,对于以有机孔为重要储集空间的页岩,有机质分布越集中,连续性越好,研究孔隙度的表征单元体尺度越小。

聚焦离子束组合装置及应用

聚焦离子束技术是一种集形貌观测、定位制样、成分分析、薄膜淀积和无掩膜刻蚀各过程于一身的新型微纳加工技术。对电子离子双束纳米工作站,聚焦离子束、扫描电镜和Ar离子束构成的“三束”显微镜系统的原理和应用作了详细介绍,同时也对聚焦离子束-分子束外延组合装置、聚焦离子束与二次离子质谱仪(SIMS)的组合装置以及单轴聚焦离子/电子束(FIEB)装置作了简单介绍。

电子束、离子束、光子束纳米微细加工技术的进展

简要评述电子束、离子束、光子束纳米微细加工技术的进展状况与新方法的探索。

美国科学家发明聚焦离子束和电子束新系统

最近，美国科学家发明了一种能同时聚焦离子束(通常为带正电荷的阳离子)和电子束的新系统，将离子束技术的运用范围和效率又往前推进了一步。美国科学家对其实验室发明的多离子束系统进行改进后，得到了中和正离子的全新方法。与传统聚焦离子束装置中的液化金属离子不同，这一新系统使用两个离子束腔，将气态分子中的电子和正离子分离。

电子-离子双束纳米工作站

现代微电子工业迅猛发展,对电子设备的精度和功能也提出了新的要求。电子-离子双束纳米工作站是扫描电子束和聚焦离子束技术的独特融合,突破了只能对表层成像和分析的局限,它可以对样品进行三维的、表面下的观察和分析,也可以切割、研磨样品材料和沉积特定的材料,用它可以获得以前无法得到的样品信息。该工作站为研究人员和制造人员提供了一种对多种样品在纳米尺度进行修改、制作和分析的有效工具。

聚焦离子束装置的发展及趋势

综述了聚焦离子束装置的发展状况,包括各个年代、不同地区和国家的研究方向及特点。通过几台典型机描术透镜系统及其内部透镜的性能。介绍几种联机系统。最后阐明我国研究和开发聚焦离子束装置及其应用技术的必要性。

DB-FIB电子束辅助沉积Pt法在FA中的应用实例

双束聚焦离子束(DB-FIB)已经成为半导体工业中,尤其是失效分析(FA)工作中非常重要的工具。当进行表面缺陷的分析时,为了保证缺陷的完整性,在离子束铣削之前往往会在缺陷上沉积一层Pt薄膜作保护层。DB-FIB将离子束和电子束集成在一套设备中,因而允许使用常规的离子束辅助沉积(IA-CVD)和电子束辅助沉积(EA-CVD)技术。讨论了一个铝焊垫(Pad)表面缺陷分析的案例。采用常规LA-CVD沉积Pt层的方法,造成缺陷损伤,棱心消失,界面模糊。而采用EA-CVD沉积Pt层的方法,造成的损伤极小,缺陷保留完整,最终分析得出该Pad表面缺陷是由于原电池反应所产生的表面缺陷。

聚焦电子/离子束技术的原理及应用

总结近几年来聚焦电子/离子束双束技术的发展概况和主要应用领域,主要对双束系统的结构、原理及其在刻蚀、沉积、离子注入、显微成像和能谱分析等几方面的应用发展进行介绍,讨论双束技术未来发展的趋势。

微机控制聚焦离子束扫描装置的研制与实验

一、引言近年来,人们对FIB(聚焦离子束)装置用于大规模集喊电路制作的离子束曝光技术产生了很大兴趣。离子束曝光对抗蚀剂材料有较高的灵敏度。

低能聚焦离子束装置

自1979年休斯研究所的Seliger等人报告采用液态金属离子源的聚焦离子束装置及其在微细加工中的应用以来,已有许多研究机构积极参与开发这项研究工作。 FIB技术除在无掩模离子注入、曝光、掩模修正以及集成电路修正等半导体制造中应用外,还可用于高空间分辨率的分析仪器。此外,还可望作为下一代半导体制作的工艺技术。

聚焦离子束装置

聚焦离子束(FIB:Focused Ion Beam)装置可以在亚微米级的情况下发挥离子束的各种特性,因容易实施电扫描,所以,用于微细器件的制作和分析时,它所显示的优越性是以往的装置所不可比拟的。因此,聚焦离子束作为研制、制造亚微米尺寸的集成电路、光集成电路和三维器件等的技术之一,正受到人们的重视。

用于模拟X射线热-力学效应的高功率脉冲离子束研究进展

计算了与黑体谱 1keVX射线在材料中产生的应力波和冲量相当的质子束参数 ;给出了箍缩型二极管产生离子束的实验结果 ,以及在“闪光二号”加速器上已经获得的流强约 5 0kA的脉冲质子束。

均匀聚焦磁场中束晕-混沌的孤子控制

采用粒子-束核模型,对均匀聚焦磁场中满足K-V分布的离子束进行模拟研究.观察到束晕-混沌现象,基于束晕-混沌的非线性控制策略,提出控制束晕-混沌的孤子函数控制器,并给出具体的实施方案.模拟研究表明,运用这种方法可以消除束晕及其再生现象,达到对束晕-混沌的有效控制.

电子束致沉积手控生长碳纳米线

用电子束致沉积(EBID)来制备各种纳米尺寸的结构在纳米材料的制备和器件构建方面有着良好的应用前景。相对于聚焦离子束(FIB),它具有对样品损伤小和所得结构尺寸更小等优点。此前,电子束致沉积的工作大多数在扫描电镜中完成,而在透射电镜中沉积直到近两年才发展起来。本文尝试在普通热发射透射电镜中,手动控制生长碳纳米线、点等结构。对碳纳米线的生长过程进行了原位观测,并对电子束斑的大小、形状和辐照时间对沉积物形状的影响作了初步的研究。最后对电子束致沉积可控生长无定型碳纳米线可能的应用作了一些探索。

周期聚焦磁场中束晕-混沌的简单函数控制

本文采用粒子-束核模型,基于束晕-混沌的非线性控制策略,对周期性聚焦磁场中满足K-V分布的离子束进行模拟研究,提出了控制其束晕-混沌的简单函数控制器,并给出具体的实施方案.数值模拟研究表明,运用这种方法可以消除束晕及其再生现象,达到对束晕-混沌的有效控制.

基于FIB-SEM双束系统制备TEM原位加热样品

聚焦离子束-扫描电子显微镜(FIB-SEM)双束系统因具有定位精准、加工精度高等优点,被广泛用于微纳尺度样品的高质量制备,如定点截面加工、纳米图形加工、透射电子显微镜(TEM)和三维原子探针样品等。然而,随着TEM原位表征技术的发展,对样品的制备提出了更高的要求。其中,TEM原位加热样品由于受加热芯片几何形状的限制,在样品的提取、转移和减薄等工序上具有较高的技术难度。利用FIB-SEM双束系统,在传统TEM样品制备工艺基础上,通过合理改进制备流程和参数,调整样品提取和减薄顺序,并配合低电压清扫工艺,成功制备了可用于原位加热和表征的TEM样品。

聚焦离子束快速精准制备玻璃透射电镜样品

为了解决受荷电效应影响导致玻璃类绝缘样品加工难的问题,提出了改进聚焦离子束常规制备透射电镜样品的方法。改进的方法主要是在制备过程中引入电子束辅助沉积和机械手辅助切割,并搭配合理的离子束加工束流。其中,电子束辅助沉积可以帮助操作人员在因荷电效应而模糊不清的图像中迅速且精准地找到关键区;机械手辅助切割可通过建立更好的电荷接地通道来减弱切割过程中材料表面的荷电现象;合理的离子束加工束流则是为了平衡荷电效应和加工速率之间的矛盾。结果表明,改进后的方法能够在保证加工速率的前提下,有效改善材料表面的荷电现象,实现离子束对玻璃材料的快速精准加工,获得良好的透射电镜样品。

聚焦离子束系统中图形发生及自动套准系统的研究

本文描述了一种用于聚焦离子束系统的图形发生器和自动套准系统的研究和实现，并探讨了发展和改进的方向．该系统采用硬件实现扫描控制和坐标变换．在我们的实验条件下，实现了单场扫描2秒钟，套准计算4秒钟．该系统同样也适用于电子束曝光机系统。

聚焦离子束制样条件对TEM样品形貌的影响

聚焦离子束(FIB)因其制样成功率和效率高,可定点精确制样等特点已经成为半导体失效分析领域重要的透射电子显微镜(TEM)制样方法。利用双束FIB系统针对TEM样品制备条件对样品形貌的影响进行了分析和研究。通过控制变量法等方法分析了FIB的电子束或离子束等制样条件可能对样品带来的损伤。通过实验发现,FIB的离子束能量对TEM样品热损伤影响较小,电子束的电压和电流是引起样品损伤的主要因素。实验证明,在电子束辅助沉积保护层时适当降低电子束的电压和电流,可有效改善样品的微观形貌。