暗场电子全息技术及其在应变分析中的应用

暗场电子全息是近年来出现的实验技术,是测量半导体器件中应变分布的有力手段。它将莫尔技术与离轴电子全息结合起来,具有空间分辨率高、视场范围大、精确度高、结果直观等优点。本文简要介绍了该技术的原理、实验方法和应用。     

半导体Si（001）基片上制备的超薄SrTiO3薄膜的透射电镜及电子全息研究

随着半导体技术的发展，Si基体上生长的高介电常数的钙钛矿晶体氧化物薄膜如SrTiO3（STO）也受到了广泛关注。SrTiO3（a=0.3905nm）在沿Si（001）方向旋转45℃之后和Si（d=0.384nm）之间的点阵错配很小（-1.7%），同时也有各种晶体氧化物薄膜在Si基体上生长很好的缓冲材料。本文主要利用透射电子显微镜和电子全息技术对薄膜的截面样品进行了界面微结构的研究。     

微观磁区中磁力线的电子全息观察

用Mollenstedt电子双棱镜作为分束器,磁性镍钢片为测试样品,在JEM-200CX型电子显微镜上记录了微观磁场的电子全息照,由M-Z干涉仪再现,获得了微观磁区的磁力线图。     

一种基于聚焦离子束技术的环境透射电镜 光阑清理方法

光阑是透射电子显微镜电子光学系统的重要部件之一,其对透射电镜的成像质量有着重要的影响,然而原位环境透射电镜由于在使用中经常需要通入气氛并配合加热,因污染累积导致光阑的使用寿命大为降低.本文针对传统真空高温灼烧清理光阑方法需要较强的经验性及成功率低的缺点,提出一种新的光阑清理方法.该方法使用聚焦离子束(FIB)可定点、高效地清理光阑孔边缘的各种污染物,在恢复光阑孔圆度的同时又不会对光阑的其他部分造成损伤而引起失效.最终测试结果表明清理后的光阑满足透射电镜的使用要求,因此这种基于FIB技术的加工手段为电镜工作者提供了一种高效、精确和无损的光阑清理方法.     

全息证件的制作

文中将全息技术应用于证件的制作,提出了全息证件的概念,给出了三种类型全息证 件的制作,分析了各自的特点,并展望其应用前景。     

电子封装器件GBA的实时全息干涉实验研究

本文采用实时全息干涉方法对电运行中的ＰＢＧＡ器件及外部热辐射条件下ＰＢＧＡ的离面变形进行了测量,得到ＰＢＧＡ呈球面弯曲及马鞍形翘曲变形的实验结果,并初步分析了产生形变差异的原因。     

棱镜全息干涉法制作光子晶体的研究

全息干涉法制作光子晶体具有经济、快捷等特点,是制作大面积的光子晶体理想的方法。其中棱镜全息干涉法具有实验装置稳定性好、易于调节等优点,成为一种重要的光子晶体制作方法。制作二维光子晶体相对简单,并且在很多器件如LED、半导体激光器等的制作中得到广泛的应用。本文分析了用top-cut六棱镜全息干涉制作二维、三维光子晶体的理论问题：光束的数目、空间分布等对生成的光学晶格结构的影响。本文计算机模拟一定情况下,六棱镜生成的各种二维、三维学晶格结构。     

棱镜全息干涉法制作二维光子晶体的研究

模拟了Top-cut棱镜全息干涉生成的各种光学晶格结构,为棱镜法制作光子晶体提供参考。用全息干涉理论分析了top-cut六棱镜多光束干涉生成的光学晶格结构,考虑了光束数目、偏振方向以及位相的不同对晶格结构的影响。改变光束数目可以生成不同周期的正六角、斜六角光学晶格;改变光束偏振特性则影响光学晶格格点的形状;改变光束初位相可以生成蜂窝状结构等。另外还模拟了top-cut五棱镜所生成的十重旋转对称光学准晶结构。并且用平面波展开法计算了六角和蜂窝结构的有机光子晶体带隙图,证明了蜂窝结构更容易产生大的光子带隙。     

电子封装器件BGA的实时全息干涉实验研究

９０年代以来,表面封装器件（ＳＭＤ）向高密度化、精密化、薄型化和高集成化方向快速地发展。在研究这些新型电子封装的应力—应变实验技术中,全息干涉测量方法因其高灵敏度、高精度、非接触性、全场分析,可直接获取离面位移等优点而被作为表面安装技术（ＳＭＴ）可靠性分析的有效方法。本文采用实时全息干涉方法对加电运行中的ＰＢＧＡ器件及外部热辐射条件下ＰＢＧＡ的离面变形进行了测量,得到ＰＢＧＡ呈球面弯曲及马鞍形翘曲变形的实验结果,并初步分析了产生形变差异的原因。     

复杂流场全息干涉图的计算干涉编码处理

提出用虚拟实验干涉图与真实实验全息干涉图融合解决复杂流场全息干涉图的条纹级序的判读新方法,解决了复杂流场全息干涉图,特别是含激波的干涉图的定量计算难题。     

Development of a 1 MV field-emission transmission electron microscope

We developed a 1 MV field-emission transmission electron microscope. This paper reports details and specifications of the instrument. The microscope was designed to obtain a bright and coherent electron beam by using the field emission gun equipped with a pre-accelerating magnetic lens and the high-voltage power supply with high stability (0.5 ppm min(-1)). Using this microscope, the brightness of 1.8 x 10(10) A cm(-2) sr(-1) and the lattice resolution of 49.8 pm were attained.     

透射电镜数字成像系列装置的设计

目的：探讨不同类型透射电镜数字成像装置设计方案,以实现更好性能.方法：分析现有不同类型透射电镜数字成像装置产品或设计的结构特征及其存在的主要问题,构思新的解决方案.结果：提出了包括侧装透镜、侧装光纤、底装透镜和底装光纤耦合型四种基本类型透射电镜数字成像装置新的设计方案,研制了底装大视野透镜耦合型样机并用于实际工作.结论：新的底装透镜耦合型成像装置结构独特,特别适合需要大视野的生命科学和医学等领域.     

男性不育精液电镜诊断

采用１９０例男性不育患者的精液,作超薄切片,透射电镜下观察,进行诊断并结合文献探讨其不育的原因,为临床治疗男性不育患者提供依据。结果发现本文例除无精症外均属于复合型精子结构异常,各例精子大部分均有多个部位和多个细胞器结构异常。这些结构异常使受精能力降低,成为男性不育的原因。因此,对男性不育患者进行精液电镜诊断十分必要。     

透射电子显微镜单色器的发展及应用

自1932年透射电子显微镜发明以来,透射电子显微学在基础理论、仪器研制及其在材料科学、生命科学等领域的应用得到了迅速发展,200kV场发射枪透射电子显微镜的点分辨率已达0.19～0.25nm,能量分辨率为0.7～1.0eV。进一步提高透射电子显微镜性能的关键在于降低物镜球差和电子束能量扩散等。球差校正器的发明使透射电镜的点分辨率已突破0.1nm,电子源色差已成为进一步提高电子显微镜信息分辨极限和电子能量损失谱能量分辨率的瓶颈。在场发射枪透射电子显微镜上增加单色器（能量过滤器）可有效降低电子束的能量色散,减小色差对电子显微镜性能的影响。本文介绍了Wien型、Ω型及Mandoline型等几种常见的能量过滤器的工作原理、结构、性能及其应用。     

提高电镜超薄切片染色效率的自制装置

用传统的方法进行透射电镜超薄切片染色费时费工,且易造成污染,本文介绍一种自制的染色装置能很好地解决这一问题,提高染色效率,不同生物样品的超微结构保存良好、清晰.     

Nanoscale characterization of the silicon dioxide-silicon carbide interface using elemental mapping by energy-filtered transmission electron microscopy

Energy-filtered transmission electron microscopy (EFTEM) was used to study 6H-SiC/SiO₂ interfaces produced by thermal oxidation as a function of the oxidation conditions. Elemental maps of C and Si were used to calculate C-to-Si concentration profiles across the interfaces. Enhanced C/Si concentrations (up to ∼ 35%) were observed at distinct regions in samples oxidized at 1100°C for 4 h in a wet ambient. The data from a number of randomly selected regions indicate that re-oxidation at 950°C for 3 h significantly reduced, but did not eliminate, the amount of excess interfacial carbon.     

Study of structure-property relationship of semiconductor nanomaterials by off-axis electron holography

As the scaling down of semiconductor devices, it would be necessary to discover the structure-property relationship of semiconductor nanomaterials at nanometer scale. In this review, the quantitative characterization technique off-axis electron holography is introduced in details, followed by its applications in various semiconductor nanomaterials including group IV, compound and two-dimensional semiconductor nanostructures in static states as well as under various stimuli. The advantages and disadvantages of off-axis electron holography in material analysis are discussed, the challenges facing in-situ electron holographic study of semiconductor devices at working conditions are presented, and all the possible influencing factors need to be considered to achieve the final goal of fulfilling quantitative characterization of the structure-property relationship of semiconductor devices at their working conditions.     

无透镜傅里叶变换数字全息术的特点分析和讨论

利用传统全息的理论 ,分析了无透镜傅里叶变换数字全息记录和再现的方法及其相应的物像关系、记录系统结构参数对再现像分辨率的影响 ,并进行相应的实验验证。理论分析和实验结果都表明 :无透镜傅里叶变换全息术 ,不仅降低了数字全息对记录采样的要求 ,而且使再现像分辨率得到较大的提高。同时 ,在保证再现像分离的前提下 ,通过增大记录系统的数值孔径 (缩短记录物体到CCD和参考点源的距离 ) ,可以实现数字全息再现像分辨率的提高     

Characterization of the microstructure of Co thin film on silicon substrate by TEM

The microstructure of as-deposited Co thin films on silicon (001) substrate was characterized by TEM using wedge-shaped planar-view samples. Selected area electron diffraction showed that the as deposited Co thin films were composed of Co (α) and that no interfacial reaction took place between Co thin films and the Si substrate. The microstructure of Co thin films annealed at 250°C for 30 min was also investigated by using conventional planar-view samples. The analysis of selected area electron diffraction indicates that Co thin films react entirely with the Si substrate, and a silicide layer forms at the Co/Si interface. Dark field images clearly indicate that the interfacial layer consists of Co₂Si in irregular stripes and CoSi as fine particles but no CoSi₂ forms.     

(001)Si衬底上La0.9Sr0.1MnO3/SrTiO3外延生长薄膜的界面电子显微学研究

本文利用高分辨电子显微术、电子能量损失谱和电子全息技术对Si基体上生长的SrTiO3（STO）和La0.9Sr0.1MnO3（LSMO）薄膜及其STO层和Si基体之间的界面结构进行了深入研究,结果表明在Si和STO层之间由于氧扩散会形成一层过渡的SiOx无序层,且随沉积条件不同界面原子无序层厚度稍有不同;选区电子衍射结果表明薄膜和基体之间的外延生长关系为[001]LSMO//[^-110]Si,[110]LSMO//[001]Si[001]STO,//[001]Si,[010]STO//[110]Si;电子能量损失谱分析表明界面无序层中Si离子的氧化态处于Si^2＋和Si^0之间;电子全息结果清晰地显示了基体与薄膜之间存在明显的相位和势垒变化,负电荷聚集在界面SiOx的无序层中。