聚焦离子束(FIB)快速制备透射电镜样品

高性能聚焦离子束系统(简称FIB)具有许多独特且重要的功能，已广泛地应用于半导体工业中。近年来，FIB在材料科学研究领域也有了广泛的应用。本文主要介绍利用FIB快速制备TEM样品的方法。实验设备为日本精工公司生产的型号为Seiko SM12200的聚焦离子束系统。     

高填充因子微透镜阵列的快速制备及特性分析

微透镜阵列是一种被广泛应用于光信息处理、光传感、光计算、光通信和高灵敏度成像等领域的精密光学元器件之一。通过一些先进的制造技术已经可以制造出不同几何形状、轮廓和光学特性的微透镜阵列。然而,由于三维微制造工艺的难度,使得高填充因子微透镜阵列中的微透镜很难实现紧密排列。提出了一种快速、低成本的微流体操纵技术,用于制备高填充因子微透镜阵列,且对其制备工艺进行了初步的演示。这种易于操作的制造技术适用于微透镜阵列的大批量生产,极大地提高了生产效率。通过预先制备出的三种不同尺寸(微柱直径分别为300、500、700 μm)的微柱,实现了与其对应不同形状和尺寸的微透镜阵列的制备,并搭建了一套光学成像系统以对这些微透镜阵列进行成像性能的评估。主要对微透镜阵列的焦距、成像精度和每个微透镜阵列中各个微透镜子单元成像的均一性进行测试,利用所提出的微流体操控技术制备的微透镜阵列具有良好的成像性能,有望能够被应用到三维成像、光均匀化等诸多应用中。     

TEM样品制备辅助研究介质层可靠性失效机理

研究了TEM样品制备条件对Cu/低k制程ILD TDDB失效样品及含更低介电常数(k=2.7)介质层样品的TEM成像质量的影响,发现在一定的样品制备条件下低介电常数介质的疏松特性可在TEM成像时得到增强显示,进而揭示了某Cu/低k制程ILD TDDB可靠性失效样品的失效机理为芯片制造过程中介质层沉积温度异常导致其疏松特性增强,介电常数降低,从而导致其电绝缘性能下降而引起TDDB可靠性测试项目失效.     

聚焦离子束技术制备与样品表面平行的TEM样品

制备目标材料的高质量TEM样品对TEM测试表征和结果分析具有决定性作用.聚焦离子束（FIB）技术由于其微观定位选区制样的优势在TEM样品制备上已有一定应用.本文介绍了FIB/SEM双束系统制备与样品表面平行的TEM样品的方法（“V-cut”）,并与传统的FIB制备TEM样品的方法（“U-cut”）进行比较,分析了该方法对实现某些特殊研究目的的独特性和适用性.     

扫描电镜样品制备的优化

本文总结了在扫描电镜分析检测中,电镜样品的制备、实验观测和仪器维护等经验.针对扫描电镜观测样品进行了分类,并详细介绍了不同样品的制备方法及需要注意的事项,为获取高质量的电镜图像提供必要的保障.     

海洋生物单细胞的扫描电镜样品制备

在海洋基础生物学研究领域中 ,细胞超微形态的研究占据着相当重要的地位 ,其中包括鱼虾贝类血细胞、动物精子及浮游藻等单细胞形貌的观察和研究。对于这些单细胞生物的研究在免疫学、发育生物学及饵料生物学等领域中也是相当重要的。因此 ,我们对海洋生物单细胞样品 ,如养殖海洋鱼、虾、扇贝、牡蛎等的血细胞、精子和一些海水单细胞浮游藻类生物等 ,进行了扫描电镜样品制备方法的探讨和研究。经过对这类样品的大量前期处理实验 ,找到了一些操作简便、周期短、效果较好的制备单细胞海洋生物样品的方法。本文将太平洋牡蛎精子和美国红鱼血细胞…     

用于太赫兹光谱测量的土壤样品压片制备方法研究

太赫兹技术是信息科学领域迅速发展起来的新兴科技,太赫兹波与物质之间的相互作用机理有待深入挖掘。在太赫兹光谱测量前需对样品进行预处理,为利用太赫兹技术进行土壤样品的理化参数研究,开展了用于太赫兹时域光谱测量的土壤样品压片法制备研究,分析了压片制备过程中存在的问题,优化了制备工艺,并以样品质量(130 mg、180 mg、220 mg、280 mg、330 mg、400 mg)和外界压力(0.5~5 t每隔0.5 t一个压力,1 t=1000 kg)为变量进行了适合于太赫兹光谱测量的土壤样品压片制备参数选择的实验探索,确立了以220 mg/片,2.5 t压力为土壤样品压片的最佳制备参数。该研究为土壤样品理化参数采用压片法进行后续太赫兹测试实验提供了有效的原始数据,为其他固体样本制备和太赫兹光谱数据测量提供了科学的方法参考。     

生物EDX分析中快速冷冻样品制备的探讨

在生物医学x-射线定量显微分析(EDX)的样品制备技术中,最困难的是对可溶性离子测定的样品制备。目前认为,减少可溶性离子的丢失和重分布的唯一方法是应用快速冷冻固定法。但快速冷冻固定中,冰晶对细胞的损伤又是一个关键问题。为此,我们在生物组织样品快速冷冻后,用冰冻置换法对组织和细胞损伤作了较为详细的探讨。我们的实验取大白鼠的心室部分,先将组织切成块状,而后将其浸入pvp-DMEM培养保护、液,用振荡切片机将其切成100-150u厚的薄片,pvp浓度为20％,同时对培养液吹氧。采用Re-ichert—Jung弹射型快速冷冻仪KF—80将切成片状的大白鼠心肌组织快速浸入已预冷到-     

基于SEM的压电式微纳操纵系统

微纳操纵系统是当前先进制造技术领域的一个重要发展方向.为了实现在亚微米及纳米尺度下进行实时观测下的操纵,设计了一种基于扫描电镜(SEM)的压电式微纳操纵系统,本系统由数字式环境扫描电子显微镜系统、精密工件台、微纳操作机构、图形发生器和计算机系统组成,采用数字式环境扫描电子显微镜作为微纳操作的观测器,在SEM的样本室内安装微纳操作臂,计算机系统控制微纳操作臂,使其在SEM的实时观测下对放置在精密工件台上的样本进行操纵,并且还可利用图形发生器进行电子束曝光以制备微纳结构.实验证明,本系统不仅能适于在各种环境下进行微纳操纵,且还可制作微纳结构,具有很强的实用性.     

聚焦离子束技术制备超薄TEM样品-X2样品台的应用

聚焦离子束技术在制备TEM样品方面得到了广泛的应用。普通传统的制样减薄方法存在远端薄区极易弯曲和薄区厚度不均匀的问题。针对存在的这些问题本文使用Zeiss公司的X2样品台采取交叉减薄的方法制备一个具有均匀的极薄的TEM样品。本文主要介绍X2样品台的工作原理和交叉减薄的实验过程,并分析了该方法在制备TEM样品时存在的优缺点以及其独特的适用性。     

基于FIB-SEM制备尖晶石微米颗粒的球差校正透射电镜样品

针对尖晶石微米颗粒材料,利用聚焦离子束扫描电镜双束系统(FIB-SEM),在传统透射电镜样品制备方法的基础上进行技术性改进,成功制备了高质量的球差校正透射电镜样品.并利用球差校正透射电镜成功观察到了尖晶石颗粒的截面原子结构,为更深入地研究尖晶石材料的结构和性能奠定了基础.     

基于FIB-SEM双束系统的纳尺度真空间隙电学特性原位实验装置

纳米尺度真空电气击穿与绝缘特性研究是高电压与绝缘技术领域的前沿课题.一方面,随着微纳尺度加工技术的不断发展,电气部件和电子器件的特征物理尺寸已经逐步降低到微米、纳米甚至是分子原子尺度,并且在军事和民用领域得到越来越广泛的应用;另一方面,传统的放电击穿理论和绝缘性能评价方法无法用来解释和预估微纳尺度的放电特性和绝缘水平.因此,本文基于聚焦离子束和扫描电子显微镜(FIB-SEM)双束系统,借助纳米压电位移技术和微弱电流测量技术,建立了纳尺度真空间隙电学特性的原位研究系统.该系统不仅能够进行微纳尺度(曲率半径为15 nm~10μm)金属电极的原位加工,材料组成成分的定量分析,而且可以实现纳尺度真空间隙(>20 nm)的放电特性研究,为纳尺度击穿规律和绝缘特性的实验研究提供了有力的支撑.     

High-efficiency dual-beam vertical cavity surface emitting lasers for inteferometric applications

Reported are the characteristics of 850 nm vertical cavity surface emitting lasers (VCSELs) with integrated linear diffractive gratings emitting a dual-beam output with negligible increase in threshold and excellent zero-order cancellation. Power emitted into the first orders is greater than 80%. The use of a dual-beam VCSEL for measurement of surface topography using interferometry is demonstrated     

铝合金双光束焊接特性研究

采用双束CO2激光进行了铝合金双光束焊接工艺试验,研究了双光束并行与串行排列两种模式焊接时的焊缝成形、气孔含量及接头强度等焊接特性,同时分别从同轴、旁轴两个方向监测了双光束焊接过程中熔池表面形态与等离子体特征,并与传统单束激光焊进行了对比分析.试验结果证明,双光束焊接过程等离子体更加稳定,尺寸也更小,因而获得了很好的焊缝成形与接头性能.相比而言,双光束并行焊接获得的焊缝性能更优,但会一定程度降低焊接熔深.     

Low voltage FE-STEM for characterization of state-of-the-art silicon SRAM

Low voltage (30 kV) field emission scanning transmission electron microscopy (FE-STEM) has been employed in the characterization of state-of-the-art semiconductor static random access memory (SRAM) using specimens prepared at several different thicknesses (70-180 nm). A focused ion beam (FIB) system, a FIB-SEM compatible specimen holder and an in-lens FE-SEM have been employed for alternating between FIB milling and SEM/ STEM imaging. As a result, ion implanted atom damage during manufacturing, grains in aluminium interconnects, poly silicon gates, thin metal barriers and a thin gate oxide layer were observed by low voltage FE-STEM. STEM, in-lens FESEM, FIB     

双光束激光双路焊接的跟踪控制技术研究

为了实现对T型接头的双光束激光焊接,采用基于多轴联动数控机床的双光束激光焊接平台和基于视觉传感器的焊缝跟踪控制相结合的方法,进行了理论分析和实验研究.通过建立平台的运动学模型实现了焊缝的轨迹规划,设计了基于比例、积分、微分控制的位置环和高速焊接过程中的跟踪算法来提高控制系统的控制精度等,并且通过焊接试验,验证了所提出的算法.结果表明,该焊接跟踪控制系统能够快速、准确地对焊接过程中的偏差进行动态补偿,很好地完成了对T型接头的双光束焊接.     

聚集离子束扫描电镜(FIB-SEM)在页岩纳米级孔隙结构研究中的应用

页岩中大量发育的纳米级孔隙组成了页岩气储集的主要空间。聚集离子束扫描电镜(FIB-SEM)通过对页岩样品的连续切割和成像,能够在纳米尺度上三维重建页岩的空间分布。依据不同岩石组分灰度值的差异,可以将页岩内的孔隙、有机质、黄铁矿等分割提取出来,不仅可以三维展示其空间分布形态,还可以对孔隙的分布特征和孔隙度等参数进行定量计算。聚集离子束扫描电镜在页岩纳米孔隙中的应用,将给页岩微观结构的深入研究提供新的研究手段。     

Active dual-beam leaky-wave antenna with asymmetrically scanningcapability

An active microstrip leaky-wave antenna possessing asymmetrically dual-beam scanning capability is demonstrated. An active HEMT up-converter is integrated at the right terminal of the two-terminal feeding microstrip leaky-wave antenna. This approach creates dual-beam asymmetrically scanning radiation patterns. When the right beam is fixed in one position, the other beam can be scanned electronically by varying the IF frequency. The measured results show that when the position of the right beam was fixed (48°), a scanning angle of 22° for the left beam could be achieved as the IF input frequency was varied from 0.7 to 2 GHz (UHF band)     

Beam-switchable scanning leaky-wave antenna

A beam-switchable scanning leaky-wave antenna (LWA) has been developed. This LWA with a two-terminal feeding microstrip line structure is integrated with a single port double throw (SPDT) switch as a control circuit. In dual-beam mode, the scanning angle is steered over a range of 36-64° for the right-hand beam and 144-116° for the left-hand beam. In one-beam mode, the scanning angle is measured over 20° for the right-hand beam. The measured result shows that we can change from the one-beam mode to the dual-beam mode electronically by controlling the on/off status of an SPDT switch, in contrast to the case for traditional leaky-wave antennas