聚焦离子束fib 原理
离子束(Focud Ion Beam, FIB)是一种将加速离子束聚焦到极小射径进行加工和分析的技术。它可以在样品表面上准确的刻画出纳米级别的图案、结构,还能进行界面清理、切割、修复等功能,成为材料科学、器件制造、生命科学等领域的重要工具。以下将对离子束FIB的原理进行详细介绍。
离子束加工原理昨日今朝眉如黛
离子束FIB是将高能的离子束汇聚到十几或几十纳米以下的小孔中,穿过光学聚焦系统使其束斑缩小,进而加工出所需要的结构,再通过控制束斑位置和大小来实现高精度的加工。
武则天在位多少年 离子束加工的本质是“激发和蚀刻”,即将离子能量转化成靶材内部原子的势能,激发材料内部的离子和原子,使其发生反应,形成新的化合物或改变材料的特性。睡前喝水会水肿吗
音乐英文 在离子束FIB过程中,离子束首先进入靶材表面,产生一系列相互作用。离子-原子或离子-分子之间的碰撞产生了许多效应,如能量转移,电离作用,电荷交换等。这些效应对靶材的物理、化学性质产生了影响,导致其形貌、结构和化学组成的变化。
在离子束FIB加工中,所使用的离子束一般为氙离子(Xe+)或镉离子(Cd+),其加工机理如下:
发音不准
1. 碰撞激发
当粒子进入物质时,与物质原子碰撞后,将能量转移到它们中的电子和原子,使原子处于激发状态,这就是碰撞激发。激发的原子具有很高的能量,向周围发射电子、光子等,然后经过退激发过程,将失去激发能量,回到基态状态。在这个过程中,原子可能失去一些物质,或产生化学反应。
2. 放电电离
高能离子进入电离室内发生碰撞,使内部气体分子、原子电离,产生离子和电子。离子获取强度较大的电场,继续撞击电离室壁,使得机械设置上的耗损量比较大。这种方式又叫杆式离子源。
3. 打开真空窗
真空窗是离子束进入样品室时必须经过的地方(为避免束至多大可能的偏移),打开真空窗能够让离子束穿过进入。
4. 光学聚焦
离子束在进入样品前会经过一系列的光学透镜(磁聚焦镜、缕聚镜),以使离子束达到更好的聚焦和定位精度,可以控制束斑稳定地投射到需要的位置,从而达到高精度加工和分析。
土字笔画顺序 离子束FIB加工优点
离子束FIB工艺具有很多优点,主要表现在以下几个方面:
1. 高精确性:由于离子束的小聚焦直径,使得加工精确性高,尤其是对于纳米级别的结构,更加准确。
2. 宽材料适应性:离子束可以对各种材料进行加工,包括金属、半导体、聚合物、陶瓷、玻璃等,可用于制作导电、光电等功能化材料。
蒜蓉开边虾怎么做 3. 高灵活性:离子束FIB加工可以帮助开展各类结构的刻画,同时可实现二次光刻,可获得更高的灵活性和更高的刻画效果。
4. 高透明性:利用离子束对透明材料进行加工可以实现透明高分辨率图案。孙悟空是什么佛
5. 高清晰度:离子束可以在很高的分辨率下进行加工和刻画,使得得到的样品更加清晰。
离子束FIB的应用十分广泛,主要包括纳米器件制造、材料加工、界面清理、断层探测、横截面分析、样品制备等领域。以下是具体应用:
1. 纳米加工制备:利用离子束FIB技术对纳米器件进行定位纳米级别的加工制备。
2. 光子学器件:利用离子束FIB技术制备微型化的光子学器件(如波导器、光栅等)。
3. 破片制备:对曲面材料进行切割成样品以进行所需的测试和分析。
4. 集成电路切割:对堆叠晶片、材料间的面膜、硅片内部的导线进行切割、开孔等处理。
5. 生物材料样品制备:对细胞、组织等生物材料进行制备,如细胞解剖、微管制表面刻划等。