纳米尺度线宽的测量与Nanol国际关键比对

现代集成电路制造业、数据存储工业和微机电系统等行业的不断发展，对纳米尺度线宽的测量提出了越来越高的要求。目前的一些测量方法分别存在各自的缺点与不足，在缺少更高准确度计量标准的情况下，往往采用比对的方法使计量结果趋于一致。国际计量局在1998年把纳米尺度线宽计量确定为纳米尺度基本特征国际关键比对项目之一。文章对它的主要研究内容以及进展情况作了介绍。     

纳米计量标准的发展现状与趋势

纳米计量技术能够为超精密加工技术提供纳米级位移和三维形貌,在纳米技术中扮演着重要角色.纳米计量标准包括台阶、膜厚、光栅及线宽等,用来校准现场条件下的纳米测量仪器.为了解纳米计量标准的发展现状与趋势,分析了台阶、膜厚、光栅以及线宽等纳米计量标准的国内外现状、国际比对情况和发展趋势,对实现解决测量仪器的溯源性,建立国际单位制下的纳米计量体系做出了相应工作.随着一个技术节点到下一个技术节点,为保证测量仪器的准确度,需要开展更小尺寸下纳米计量标准和测量方法的研究.     

纳米光栅栅距的精确测量与nano4国际比对

对Littrow衍射方法测量纳米光栅的基本原理、构造及其安装误差进行了分析研究,并利用所建立的测量装置参加了国际计量技术委员会长度咨询委员会组织的一维纳米光栅国际比对.比对结果证明了该测量系统具有优良的计量性能,能够用于纳米光栅栅距的检定校准.     

纳米尺度线宽粗糙度测量技术

综述了纳米尺度线宽粗糙度测量研究现状.分别论述了线宽粗糙度定义、各种测量工具的优缺点、目前线宽粗糙度采用的测量方法、分析方法及其表征参数,讨论了线宽粗糙度的测量障碍.分析了线宽粗糙度测量不确定度的构成,讨论了采用原子力显微镜为工具的线宽粗糙度测量的影响因素.     

利用计量型原子力显微镜进行纳米台阶高度测量

计量型原子力显微镜纳米测量系统主要由扫描器、测针位置传感器和一体化微型激光干涉三维测量系统等部分构成．针对计量型原子力显微测量系统,采用三维激光干涉测量系统作为测量基准,以实现原子力测量系统的纳米尺度量值溯源和校准工作．建立了校准模型,分析了扫描器9项主要误差项,并将该模型应用到原子力显微镜扫描器的校准中．校准后的结果表明,除z轴位置误差不超过±2nm外,其他8项的残余误差均不超过±1nm．通过台阶高度国际比对,建立了台阶高度标准计算方法及不确定度分析模型．台阶高度国际比对的测量结果表明,计量型原子力显微镜的测量值与参考值相差均小于1．5nm．     

纳米计量与传递标准

纳米计量不仅提供测量和表征纳米材料及器件基础,同时在纳米生产工艺控制和质量管理领域也扮演重要角色。纳米技术就某种意殳上讲就是实现原子或分子操作的超精细加工技术。纳米科技的各个领域都涉厦对纳米尺度物质的形态、成分、结构及其物理／化学性能(功能)的测量、表征。纳米测量在纳米科技中起着信息采集和分析的不可替代的重要作用。纳米测量技术包括：纳米级精度的尺寸和位移的测量,纳米级表面形貌的测量以及纳米级物理与化学特性测量。目前迫切需要解决的问题有微电子、超精密加工中线竞、台阶、膜厚等测量问题、纳米材料中的粒子特征测量问题和作为纳米科技主要测量和操作工具的扫描探针显微镜(SPM)、扫描电子显微镜(SEM)等的特性表征和测量准确度评定,文章重点评述了国际上为建立可溯源于国际基本单位制(SI)的纳米计量体系努力。包括：纳米尺度测量(台阶、节距)的国际比对,传递标准在纳米计量体系中的特殊作用,用于校准扫描探针显徽镜(SPM)、扫描电子显微镜(SEM)等的传递标准研制概况。     

对计量型原子力显微镜纳米测量系统的比对验证

原子力显微镜是广泛应用的纳米测量仪器。中国计量科学研究院成功研制了计量型原子力显微镜纳米测量系统,本文介绍了该系统的技术特点和指标,并通过与发达国家的比对测试验证了该系统在测量原理、测量精度及可溯源性方面已达到了国际先进水平。     

利用计量型原子力显微镜进行两维纳米格栅的测量

二维纳米格栅是纳米测量仪器的重要校准标准之一,也是国际计量局长度咨询委员会(BIPM/CCL)组织的五种纳米计量标准比对项目之一.计量院研制的计量型原子力显微镜在x,y,z三个方向固接有无阿贝误差布局的激光干涉仪,干涉仪的激光光源用碘稳频激光进行了校准,使得二维纳米格栅的测量结果可以直接溯源到米定义SI单位.使用高斯滤波器对测量数据进行了预处理,并研究了重心法二维格栅间距与夹角的计算方法.最后根据不确定度分析导则给出了格栅测量的不确定度评定分析.     

对计量型原子力显微镜纳米测量系统的比对验证

原子力显微镜是广泛应用的纳米测量仪器。中国计量科学研究院成功研制了计量型原子力显微镜纳米测量系统，本文介绍了该系统的技术特点和指标，并通过与发达国家的比对测试验证了该系统在测量原理、测量精度及可溯源性方面已达到了国际先进水平。     

毫米级纳米几何特征尺寸计量标准装置多自由度激光干涉计量系统

准确的纳米几何结构测量是提高集成电路、微纳机电系统和微纳技术产品的质量和性能的关键技术支撑,为了得到准确一致的测量结果,必须实现纳米尺度的量值溯源并建立量值的传递体系。为满足纳米几何结构计量从纳米尺度到毫米尺度的跨尺度计量需求,实验室研制了毫米级纳米几何特征尺寸计量标准装置,集成于该装置中的多自由度激光干涉计量系统,实现了测量结果向米定义SI单位的直接溯源。实验结果表明该系统能够在毫米级的测量范围内,实现纳米级的测量准确度,分辨力达到了亚纳米量级。     

新型一维材料--单壁碳纳米管的制备和应用研究

本文简要综述了单壁碳纳米管的最新进展.主要介绍了最近两年单壁碳纳米管的制备技术发展情况,包括电弧放电,化学气相沉淀,激光蒸发和太阳能方法.展望了其在储氢材料,纳米电子器件等领域的应用前景.讨论了影响单壁碳纳米管制备及实际应用的几个关键因素.提出了单壁碳纳米管的发展方向.     

n-Al2O3P/Ni复合刷镀层的组织和摩擦磨损特性

研究了镍基纳米Al2O3复合电刷镀层（n-Al2O3^p/Ni）的组织特征及擦磨损特性，并与快镍刷镀（Ni)进行了比较。结果表明：n-Al2O3^p/Ni复合刷镀层表面粗糙度更小，组织更致密，镀层摩擦系数随镀液中纳米粒子含量增加稍有增大；n-Al2O3在复合刷镀层中弥散分布，与基相良好结合；复合镀的耐磨性能明显优于Ni刷镀层，镀液中n-Al2O3含量为20g/L时，复合刷镀层具有最佳耐磨性能。     

二氧化钛纳米晶的制备及光催化活性研究

本文用溶胶—凝胶法制备了不同晶相的TiO2纳米晶，将其负载于镍网上，以苯酚的降解为模型反应，研究对比了不同晶相TiO2纳米晶的光催化活性。结果表明，纯锐钛矿相的TiO2纳米晶的降解能力要强于锐钛矿与金红石混合相的TiO2纳米晶。     

从光电子谱的峰背比及背景信号变化获得成分深度分布信息

光电子谱中的背景信号包含样品的信息 ,但过去往往被忽略。通过对背景信号简单的分析 ,可以获得成分随深度变化的信息。本文介绍了如何利用光电子谱的背景信号获得元素在深度方向的分布情况。本文所述方法可以用于纳米镶嵌结构、包裹物、表面偏析、氧化、钝化等体系的非破坏性深度剖析研究     

反应球磨技术制备纳米材料

本文综述了反应球磨技术制备纳米材料的研究及应用 ,重点对反应球磨反应机理作了探讨。研究表明球磨过程中引入的高密度缺陷和纳米界面大大促进了自蔓延高温合成 (SHS)反应的进行 ,且反应在纳米态下进行     

纳米测量及纳米样板

介绍了纳米测量系统的组成以及纳米样板的研究现状．提出了两种制备纳米结构样板的方法：Si基底上的原子力显微镜(AFM)探针诱导阳极氧化工艺和Au膜上的AFM探针机械划刻工艺．最后对Si基底上制备的纳米结构样板进行了精度分析．     

纳米复合薄膜的制备及其应用研究

纳米复合薄膜材料由于具有传统复合材料和现代纳米材料两者的优点,正成为纳米材料的重要分支而越来越引起广泛的重视和深入的研究。本文全面介绍了纳米复合薄膜的发展历史、制备方法、薄膜性能及其应用前景。提出了纳米复合薄膜材料研究的关键问题以及今后的发展方向。     

聚氮硅烷气相裂解反应制备Si-C-N复合纳米微粉的组成与结构

采用低分子聚氮硅烷气相裂解反应工艺 ,制备了Si C N复合纳米微粉。通过XRD、XPS、TEM、HREM等方法 ,对Si C N纳米微粉的组成与结构进行了分析。结果表明 :Si C N纳米微粉为无定形结构 ,局部有短程有序态存在。随裂解气氛的不同 ,Si、C、N元素的相对含量及存在状态也不同     

纳米复合镀层的研究现状

综述了纳米颗粒在复合镀层中对提高镀层的硬度，耐磨性，耐蚀性，耐高温性能，减摩性能的作用，以及近年来有关纳米颗粒在复合镀层制备过程中的沉积机理及其研究与应用现状。     

有机/无机纳米复合材料的制备及其摩擦学性能研究展望

本文综述了有机 无机纳米复合材料的制备方法、特点及其摩擦学性能研究 ,指出了制备方法中的缺陷及目前存在的问题 ,并对有机 无机纳米复合材料今后的发展作了展望。