扫描电镜用于微米、纳米尺度的测量及其标准化探讨

纳米长度的计量和检测是纳米技术研究中的一个关键性的基础测试问题。目前，纳米计量和检测技术主要向两个方向发展，一是发展建立在新概念基础上的一些测量技术，如以原子力显微镜为代表的扫描探针显微镜技术；二是采用传统的测量方法，通过提高其功能而达到纳米计量和测量的要求，这包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜、软X射线显微镜、轮廓仪、激光共聚焦显微镜、激光干涉仪、电容测微仪等。本文将对扫描电镜用于微米、纳米尺度的测量及其标准化进行探讨。     

纳米尺度波导

意义：科学界早就预言光或其它形式的电磁波将取代当今的电学回路。为满足高通量和低能耗的双重要求，需要在光电组件功能完整的前提下减小其体积。     

TPA-PPV纳米粒子的制备和尺度效应

TPA—PPV是一种优秀的电致发光材料，具有很高的荧光量子产率。介绍了用再沉淀的方法制备粒子尺寸为20～100nm的TPA—PPV纳米粒子。研究发现，当纳米粒子的尺寸从100nm逐渐减小到20nm时，紫外一可见吸收光谱在400nm附近的吸收和荧光发射光谱在500nm附近的发光都向高能端移动，其光谱发生了蓝移。讨论了其光谱尺度效应的机理。研究结果表明其在新型纳米光电子器件中有着广阔的应用前景。     

一种用扫描电镜制作表面纳米结构的方法

提出了一种用扫描电镜制作表面量子点、纳米孔和纳米线阵列的方法，该方法是在数字式扫描电镜的阴极自偏压电路中串联一个可控的负电压发生器，其内阻远小于自偏压电阻；用扫描电镜本身的行扫描时钟信号作为控制信号,经倍频和放大，加到电子枪栅极上控制电子束的通断，使电子束由连续扫描变为规则的点、线扫描，不需用模板即可以“直写”方式在涂有电子束光刻胶(PMMA)的样品上实现点、线曝光,形成周期性量子点、纳米孔和纳米线阵列.     

激光纳米尺度先进加工技术

综述了激光-扫描探针显微镜（Laser-SPM)纳米尺度加工先进技术及激光纳米结构先进加工技术。     

一种用扫描电镜制作表面纳米结构的方法

提出了一种用扫描电镜制作表面量子点、纳米孔和纳米线阵列的方法,该方法是在数字式扫描电镜的阴极自偏压电路中串联一个可控的负电压发生器,其内阻远小于自偏压电阻;用扫描电镜本身的行扫描时钟信号作为控制信号,经倍频和放大,加到电子枪栅极上控制电子束的通断,使电子束由连续扫描变为规则的点、线扫描,不需用模板即可以"直写"方式在涂有电子束光刻胶(PMMA)的样品上实现点、线曝光,形成周期性量子点、纳米孔和纳米线阵列.     

一种用扫描电镜制作表面纳米结构的方法

提出了一种用扫描电镜制作表面量子点、纳米孔和纳米线阵列的方法,该方法是在数字式扫描电镜的阴极自偏压电路中串联一个可控的负电压发生器,其内阻远小于自偏压电阻;用扫描电镜本身的行扫描时钟信号作为控制信号,经倍频和放大,加到电子枪栅极上控制电子束的通断,使电子束由连续扫描变为规则的点、线扫描,不需用模板即可以"直写"方式在涂有电子束光刻胶(PMMA)的样品上实现点、线曝光,形成周期性量子点、纳米孔和纳米线阵列.     

纳米尺度标准样片光学表征方法的研究

重点研究了纳米尺度标准样片的光学表征方法。采用基于纳米测量机(NMM)的激光聚焦传感器(LFS)和扫描白光干涉传感器(SWLIS)分别对平面尺度的标准样片和台阶标准样片进行了测量、分析与比较。实验结果表明,利用该纳米测量机LFS对标定值为3μm的TGZ1一维栅格样片进行测量,其扩展不确定度为4.2 nm,实现了精确表征。利用SWLIS测量方法对标定值为49.217μm的SHS8-50.0高台阶标准样板进行测量,测量不确定度分析结果为0.065 7μm,实现了采用光学检测技术跨尺度对纳米尺度精密器件和结构进行表征。扩大了基于纳米测量机光学表征方法的应用范围,有利于纳米几何量量值溯源体系的建立。     

非接触纳米三维表面形貌测量

提出了一种基于激光的Raman -Nath衍射和光干涉进行纳米级测量的光机电一体化的新方法 ,分析了数字鉴相、A/D变换和X/Y驱动的特点 ,并对测量精度进行了扼要地分析     

氮离子注入后拟南芥种子表皮的扫描电镜观察

应用扫描电镜观察了低能N^ 注入拟南芥干种子后表层细胞结构的变化。结果表明,拟南芥种子的N^ 离子注入区域与未注入区域相比,离子注入区在一定程度上发生变化并伴随有表层细胞的损伤。随着离子剂量的增大,离子对种子细胞的损伤程度增大,且种子表面有裂痕生成。另外,经注入种子的表面分布有许多散在的固体颗粒状物质,其密集程度也随离子剂量的增加而增大。     

快速扫描针孔法测量脉冲染料激光束直径

本文描述了一种能够快速准确地测量脉冲染料激光束直径的方法，该方法是以步进电机驱动针孔扫描，Ｂｏｘｃａｒ－ｃｏｍｐｕｔｅｒ信号处理系统做高斯拟合，精度优于５％。     

基于扫描电镜的电子束曝光机对准系统的研制

介绍了基于扫描电镜的电子束曝光机对准系统的原理,详细分析了此系统的硬件设计、软件设计以及扫描场的校正过程。利用硬件获取扫描图像,并进行实时标记校正,利用软件进行标记位置识别和校正参数计算,满足了曝光机对准系统在性能和精度上的要求。在100μm扫描场下进行拼接曝光实验,达到了77.3 nm(2σ)的拼接精度。     

Fabrication of large scale arrays of metallic nanodots by means of high resolution e-beam lithography

We present the fabrication of large nanodot arrays with very small single dot sizes made of different metals and on different substrates using e-beam lithography and lift-off techniques. Nanodot arrays have a high potential for bioanalytical applications aiming towards single molecule detection. In addition, they can be used as well defined models of heterogeneous catalysts. For this purpose an independent control of the dot size and the distance between the dots is necessary. This is a limitation for many fabrication techniques, which can be overcome by e-beam lithography. However, aiming for the dot size of few tens of nanometers, we observed a strong influence of the beam focusing and astigmatism on the quality of the fabricated nanodot arrays. A significant improvement, i.e. reduction of defect density as well as better control of the dot size, was achieved by modification of the fine focus and stigmation system of the used e-beam writer. Using lift-off technique, we successfully fabricated platinum dot arrays on glassy carbon with target dot diameter ranging from 25 to 35 nm. By applying additional annealing step, we could fabricate nanodot arrays made of gold on SiO₂ with very small dot sizes down to 6 nm and pitch of 100 nm. Furthermore, the generation of large area arrays of nanosized pillars was demonstrated using the same exposure strategy in a negative tone HSQ resist.     

华北地区繁缕属Stellaria L.的花粉扫描电镜观察

利用扫描电子显微镜对华北地区繁缕属植物11种2变种进行了观察和研究。结果表明：华北繁缕属植物的花粉为球形,极少长球形;萌发孔类型为散孔型,萌发孔8~18个;孔膜突出或下陷,具疣状或颗粒状附属物;表面纹饰为刺状,夹杂有小穴分布。孔膜的特点、孔穴的密度、萌发孔的数目等在种内表现出了多变性。花粉形态在该属内表现出较高的一致性,但在类群的划分方面意义不大。     

醋酸酐处理石斛属花粉块的扫描电镜观察研究

目的:探索醋酸酐法制备花粉块扫描电镜样品的可行性。方法:采用醋酸酐分解法处理石斛属植物花粉块,经干燥喷金后制备样品,在扫描电镜下进行观察。结果:经处理后除去花粉块表面粘胶物质的干扰,使花粉粒充分暴露,有助于进一步观察其形态结构。结论:采用醋酸酐分解花粉块制备样品,对于在扫描电镜下观察研究石斛属植物花粉块的形态结构提供了一种可行的思路。     

钙矾石膨胀机理的SEM研究

本文利用扫描电镜观察了在具有不同矿物组成的系统中生成的钙矾石的形成与膨胀机理。发现能够产生膨胀的钙矾石是由局部化学反应所生成；它们在未水化的铝酸盐矿物表面原地结晶，呈放射状生长。通过溶解，沉淀生成的钙矾石不能凝结，没有膨胀性。     

鹅蛋蛋壳组织结构的电子显微学研究

本文利用扫描电子显微镜对鹅蛋蛋壳的微观组织及成分进行了系统的分析。扫描电镜结果显示鹅蛋蛋壳从内向外由内壳膜层、外壳膜层、乳突层、栅栏层、柱状晶体层和胶护层六部分组成,总厚度约为515μm。 EDS能谱分析结果显示鹅蛋蛋壳各层成分组成有所不同。通过X射线衍射技术确定鹅蛋蛋壳主要由具有菱方结构的CaCO3晶体构成。     

硬序重寄生(Phacellaria rigidula Benth.)花形态的扫描电境观察

扫描电境下 ,对硬序重寄生花的外部形态进行了观察。结果表明 ,硬序重寄生一鳞片叶腋内的簇生花发生时 ,首先同时出现大小几乎相同的 2个单花幼花 ;花被片外表面有许多较均匀分布的小乳突 ;每朵花的小苞片常为 3片 ,小苞片呈宽窄不等的三角形 ,其边缘因有较长绒毛而呈流苏状 ;成熟花药各有 2条室裂 ;花粉粒很小 ,具 3孔沟 ,表面无其它明显饰纹