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【技术推荐】带电粒子束显微镜和微纳直刻加工工具的革命-氦离子束

2019-02-26 | 来源:
【技术推荐】带电粒子束显微镜和微纳直刻加工工具的革命-氦离子束谈到了离子束对样品的损伤;其实气态的氦离子束虽然比电子束损伤多些,但比较起传统FIB液态金属镓离子束来就小得多。由于氦离子质量小得多,相同加速能量动能自然少,自然对样品损伤就小;还有一个原因是氦离子束粒子性很强,可以有效地杜绝洐射;所以氦离子束能做到极细但极亮;氦束经常在一个皮安级别做光刻,十分之一个皮安做成像;氦束的模型就象是把乒乓球一个接一个地摞在一起加速聚
【技术推荐】带电粒子束显微镜和微纳直刻加工工具的革命-氦离子束

谈到了离子束对样品的损伤;其实气态的氦离子束虽然比电子束损伤多些,但比较起传统 FIB 液态金属镓离子束来就小得多。由于氦离子质量小得多,相同加速能量动能自然少,自然对样品损伤就小;还有一个原因是氦离子束粒子性很强,可以有效地杜绝洐射;所以氦离子束能做到极细但极亮;氦束经常在一个皮安级别做光刻,十分之一个皮安做成像;氦束的模型就象是把乒乓球一个接一个地摞在一起加速聚焦下来,所以除了动能相对小,光学系统对束流的精准操控也抑制了对样品的损伤。

上图的年画,基底分三层,50纳米厚的金在5纳米厚的铬上再在玻璃上;可惜金膜是溅射上的,不够平滑。

请看氦离子束的灯丝像,光源来自单晶钨灯丝尖的三颗原子,英文自创单词Trimer。倒金字塔尖上的三颗原子汇聚了强大的电场,各自将路过身边的氦分子电离并即刻加速被分离的带正电荷的氦离子,最后我们挑选三束中最亮的一束使用。

这种灯丝可以说是绝对意义上的最小灯尖了,最小的灯尖自然能看到最小,也能加工到最精细;

每天看到它,不得不对发明这种源的牛人膜拜……

最后再看氦束下的钨点沉积加工的纳米线,这估计也是查尔斯王子消灭谢顶的最后希望了!

科学家拍超低压分辨率纯样品表面照片再也不用发愁了!

氮离子束下30KV的纯二次电子像相当于电镜0.02KV的效果,电镜在20伏能到5纳米就不错了,但氦像同等效果可以达到0.5纳米!

困扰了电镜成像表面细节和分辨率不可兼得的瓶颈终于被突破了!

氦束单位数纳米级别的加工工艺!

照片里展示的可能是世界上最小的刻制年画“年年有余”和圣诞老人!

微纳加工在公司的氦氖镓三离子束工作站上达到了单位数纳米的级别!

 

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