针尖-样品距离对扫描微波显微成像的影响分析

随着芯片制备工艺的不断完善,半导体集成电路朝着小型化、集成化的方向不断发展,给近场微波成像技术带来了新的挑战。本文建立了探针-样品三维电磁耦合模型,并利用有限元数值分析法研究了探针针尖与样品之间的电磁相互作用。在不同探针-样品间距下,对硅基芯片表面结构进行扫描微波成像。成像结果与仿真结果相一致,随着针尖-样品间距的增加,扫描微波测试系统的灵敏度和分辨率降低。对于由原子力显微术结合微波测量技术发展而来的扫描微波显微镜的改进与产业化具有重大意义。

针尖-样品距离对近场扫描微波显微镜空间分辨率的影响

根据近场微波测试原理搭建了一套近场扫描微波显微镜系统,在不同针尖-样品距离情况下,测试了宽度分别为260μm和470μm的NiFe薄膜在宽度方向的轮廓,研究结果表明,随着针尖-样品距离的增加,测试的空间分辨率降低.通过对扫描得到的轮廓曲线进行分析,发现测试得到的薄膜线宽随针尖-样品距离的增大而线性增加.结合近场微波领域的基本理论,提出了一种获得薄膜真实线宽的测试方法,为近场扫描微波显微镜的进一步研究奠定了基础.

聚焦离子束快速制备锆合金三维原子探针样品

利用聚焦离子束快速精确的定位加工了锆合金的三维原子探针样品,通过合理控制加工束流和时间,制备出的针尖样品满足了三维原子探针观察样品的要求。利用三维原子探针从该样品上采集到了8 000多万的原子信息。聚焦离子束可实现三维原子探针样品的快速,便捷,高效制备。

外界振动对SPM测量结果的影响

探讨了外界激振对扫描探针显微镜(SPM)扫描图像的影响.针对DI扫描探针显微镜MultiModeTMSPM,以Tektronix任意波形发生器AWG2021驱动PC扬声器作为激振源,以SIOS微型激光干涉测振仪SP S为测振系统,研究了0～7kHz频带内SPM机体的简谐迫振对扫描图像的影响.实验表明,针尖 样品副所受激振影响不同于SPM机体;0～1kHz频带内的激振影响显著,再高频段则影响甚微;外界激振与SPM扫描的综合作用影响成像的结果;针尖 样品副的粘弹性模型是SPM振动影响研究的指导理论.

SPM抑振系数的理论与实验研究

为分析外界振动对扫描探针显微镜(SPM)针尖-样品副的影响,提出“抑振系数”的概念.围绕SPM针尖-样品副的动态力学模型,对抑振系数的物理含义、影响因素等进行了理论分析.搭建了SPM激振、测振的实验系统,对不同的SPM扫描器、探针、样品、针尖预应力以及针尖-样品副开/闭环对SPM抑振系数的影响进行了实验研究.在理论分析上和实验研究中,都证实SPM抑振系数与悬臂梁的有效质量、弹性系数、空气阻尼系数、针尖与样品的接触弹性系数和接触阻尼系数等相关,反映在实际SPM部件参数上,则较短的扫描器、较长的悬臂探针、较软的样品表面、较大的探针预应力、闭环控制的针尖-样品副等都是提高SPM抑振性的途经.

振动与扫描速率综合影响SPM图像的实验研究

探讨了外界激振对扫描探针显微镜 (SPM)图像的影响。针对DI扫描探针显微镜MultiModeTM SPM ,以Tektronix任意波形发生器AWG2 0 2 1驱动PC扬声器作为激振源 ,以SIOS微型激光干涉测振仪SP S为测振系统 ,研究了 0～ 7kHz频带内SPM机体的简谐迫振对扫描图像的影响。实验表明 ,针尖 -样品副所受激振影响不同于SPM机体 ;0～ 1kHz频带内的激振影响显著 ,再高频段则影响甚微 ;外界激振与SPM扫描的综合作用影响成像的结果 ;针尖

超分子聚合物刷PVP-Chol表面图案化及其力诱导的可逆结构转变（英文）

傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、表面压力-分子面积(π-A)等温线和原子力显微镜(AFM)结果表明,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与胆固醇分子(Chol)在溶液中和气/液界面上可通过氢键作用形成刷状的超分子聚合物PVP-Chol。当表面压力低于2.5 m N?m^(-1)时,界面膜主要由富含胆固醇的微区与PVP-Chol纳米纤维构成的微区共存。在相对较低的表面压力下(<2.5 m N?m^(-1)),PVP-Chol微区形貌随界面膜压缩发生有序的变化:从最初的无规结构逐渐变为月牙形、心形和圆形结构;表面压超过2.5 m N?m^(-1)后,圆形的PVP-Chol微区最终消失并转变为少量的纤维聚集体结构。值得注意的是,在1.0 m N?m^(-1)之前,PVP-Chol纳米纤维高度随AFM成像过程中压电陶瓷外加电压的变化在1.8到4.3 nm之间出现了可逆转变,表明扫描探针针尖与样品之间的作用力可诱导超分子聚合物刷PVP-Chol发生从圆柱状到椭柱状的可逆结构转变。

负离子原子探针中负离子的飞行轨迹

本文基于双曲面形样品针尖 ,计算了负离子原子探针中负离子的飞行轨迹 .结果表明 ,虽然负离子的飞行轨迹与样品针尖形状、针尖到荧光屏的距离、正偏压、负脉冲、负离子的质荷比等因素有关 ,但除样品针尖附近外 ,在从针尖到荧光屏的整个区域内 ,负离子的飞行轨迹近似为线性 。

电压对原子力显微镜探针振动的影响

在原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)的轻敲模式中,针尖-样品相互作用力对探针振动产生干扰,降低测量精度。为探究电压对针尖-样品作用力的影响,通过实验测定不同电压下探针匀速远离硅片表面时的悬臂受力、振幅及相位随探针位移的变化,并利用玻璃和银样品重复同样的实验步骤以探究样品导电性对实验结果的影响。结果表明,探针所带电压增大使得探针受到的静电力增大,导致针尖-样品相互作用力和能量耗散增大,阻碍了探针振动。研究揭示了电压与样品导电性对针尖-样品相互作用力的影响规律与影响机制。