X射线显微术与纳米探测

本文介绍了Ｘ射线显微术、Ｘ射线激光全息及用晶体晶格作为长度标准的Ｘ射线干涉测量术在纳米探测中的应用     

时间相移显微干涉术用于微机电系统的尺寸表征

提出了将时间相移显微干涉测量方法用于微结构和器件的几何特性检测上．该方法速度快、无损、非接触、易在晶片级进行,具有亚微米级的水平分辨力,垂直分辨力在纳米量级．测量系统采用Mirau显微干涉物镜,利用高性能压电陶瓷物镜纳米定位器实现垂直方向的相移,并通过健壮的5帧Hariharan算法获取表面的相位信息．通过测量美国国家标准研究院（NIST）认证的标准台阶对系统进行了精度标定,并通过测量微谐振器和压力传感器微薄膜的几何尺寸说明了该方法作为测量和过程表征工具的功能．     

TiN／AIN纳米多层膜的调制周期及力学性能研究

采用一种新型的离子束辅助非平衡反应磁控溅射设备制备了TiN／AlN纳米多层复合膜。采用XRD衍射、TEM、显微硬度计和干涉显微镜对TiN／AlN纳米多层膜的微结构和力学性能进行了表征。结果表明：TiN／AlN多层膜有良好的周期；调制结构影响薄膜的择优取向，薄膜整体表现出硬度增强的效果，硬度随调制周期的变化而变化并在调制周期为7、5nm时达到最大值。     

一种新型的非接触式掩膜板台阶高度测量仪

提出一种外差干涉与共焦显微技术融合用于微电子掩膜板台阶高度测量的方法，同时实现了高分辨率(亚纳米)与较大量程(5μm以上)测量，构成了双频干涉共焦显微系统DICM。实验比较了3组物镜数值孔径NA、放大倍数β条件下的共焦显微系统轴向响应曲线，证实了纯共焦方法在轴向分辨率提高方面的局限性，但其光强变化足以区分干涉条纹的级次。将该系统应用于微电子掩模板台阶高度标准的测量，实验表明DICM的测量值与国际比对结果相符合，系统具有良好的复现性，极限偏差小于5nm。     

SiC纳米晶须的制备及TEM观察

以ＳｉＯ２纳米粉和自制的树脂热解炭作原料，采用双重加热这一新技术在较低的合成温度下、较短的合成时间内制备了直径在１０～３０ｎｍ范围内、长径比在３０～１００之间、产率达８０％的ＳｉＣ纳米晶须，并用透射电子显微镜对ＳｉＣ纳米晶须的显微形貌进行了观察研究，分析了合成温度和时间对ＳｉＣ纳米晶须显微形貌的影响关系。     

基于SPM技术的纳米信息存储薄膜的研究进展

扫描探针显微技术SPM可以在原子或分子尺度上对表面进行表征和修饰，应用SPM技术可以在薄膜表面形成纳米级的信息点阵，特别适合发展超高密度的信息存储，是一种非常有希望代替传统磁存储，光存储的纳米级存储技术，本文介绍了纳米信息存储薄膜的研究进展，并对其制备技术和读写机制进行了初步的探讨。     

利用五帧相移算法进行纳米台阶高度的表征

描述了一种用于纳米级台阶高度表征的相移显微干涉测量方法,它被广泛用于高精度的表面测量上。系统采用集成了高分辨力（0．7nm）电容传感器的纳米定位器实现移相、健壮的Hariharan五帧相移算法,利用ISO5436—1：2000国际标准对纳米台阶高度结构进行了评价。结果表明,该方法具有无损、快速和易于在晶片上进行的特点。系统测量的精度在纳米量级,重复性在亚纳米量级。     

芯片表面形貌检测方法及系统研制

传统检测方法由于测量范围小、测量时间长,不能满足在线、在机和大幅面的检测需求,本文提出了一种白光扫描干涉和原子力显微测量相结合的芯片表面形貌测量方法。在分析了白光扫描干涉测量技术和原子力显微测量技术特点的基础上,构建了两种方法互补的测量方案：首先采用白光扫描干涉测量技术对芯片进行大范围快速扫描,再通过原子力显微测量技术对关键区域进行精细扫描检测。基于此进行了测量系统的硬件设计与集成,测试结果表明,该系统能够在毫米级检测范围内实现纳米级表面形貌的精确测量。     

纳米二氧化钛薄膜的制备方法及表征技术

介绍了纳米二氧化钛薄膜的制备方法及光电子能谱技术、光谱技术、显微分析技术、X射线分析技术等表征技术的原理以及在纳米二氧化钛薄膜研究中的进展.     

正电子纳米显微新技术日前在日开发成功

据媒体报导，日本原子能研究开发机构日前开发出一种正电子纳米显微新技术。该技术可利用正电子束，对表面纳米物质内部的原子排列进行精密观测。这项技术有助于开发新的表面纳米技术。表面纳米技术是一种将纳米材料技术与表面技术交叉而形成的高新技术，指通过表面技术处理纳米材料，使金属或非金属表面形成纳米层。这种纳米层具备高硬度、耐磨：耐腐蚀和耐高温等特性，其组成物质被称为表面纳米物质。表面纳米物质是未来半导体产业的尖端材料，高精度显微技术是研究这种尖端材料的首要工具。实验表明，由于电荷的斥力，带正电荷的正电子束难以进入物体内部，而是在物体表面被全部反射。     

激光干涉仪与纳米精度检测

文章对光外差、移相、正弦相位调制等几种常见的纳米精度干涉测量技术进行了综述 ,并介绍了上海光机所的相关工作 .     

论纳米光栅测量技术

作者及其同事们经过20多年努力将计量光栅技术提高到了纳米量级和亚纳米量级，并进行了大面积推广应用，形成了一整套纳米光栅测量技术，该文为对这套技术的综合论述．首先回顾了刻线技术的发展历史，指出中国古代曾作出杰出贡献．归纳了发展计量光栅技术的5个阶段和4项内容．给出纳米光栅的定义和两个特点，并通过作者和同事们的光栅制造过程说明，纳米光栅实质上是一种刻录、固化到光栅基体上的光波波长．它为纳米测量领域提供了一种新途径、新方法，与激光干涉仪等现有纳米测量方法相比，具有自己独特的优点．文中讨论了纳米光栅的读取技术与信号处理技术，提出了纳米光栅细分误差的错位测量法．还讨论了与纳米光栅相关的纳米机械，介绍了作者和同事们的科研成果，圆柱、导轨等的机械精度已经进入了纳米量级．最后讨论了纳米光栅与激光干涉仪以及高等级量块的比对结果．     

微纳米检测技术的研究进展

纳米检测是纳米技术的重要方面之一，本文介绍了近年来研究人员为获得几何量纳米测量精度所作的努力的取得的进展，主要包括实物基准测量系统的标准溯源，扫描隧道显微技术的新应用，微纳米驱动定位技术的应用，三坐标测量机不确定度的正确评价的纳米三坐标测量机的研制等，阐述了误差分离技术和自校正技术的原理及其在提高测量和加工精度方面的有效性。     

TiN/AlN纳米多层膜的调制周期及力学性能研究

采用一种新型的离子束辅助非平衡反应磁控溅射设备制备了TiN/AlN纳米多层复合膜.采用XRD衍射、TEM、显微硬度计和干涉显微镜对TiN/AlN纳米多层膜的微结构和力学性能进行了表征.结果表明TiN/AlN多层膜有良好的周期;调制结构影响薄膜的择优取向,薄膜整体表现出硬度增强的效果,硬度随调制周期的变化而变化并在调制周期为7.5 nm时达到最大值.     

工艺参数对脉冲电沉积Ni-TiN纳米镀层微观组织和性能的影响

电沉积技术是一种方便、高效、低成本制备金属基纳米镀层的方法,其工艺参数直接决定金属基纳米镀层的微观组织及性能。为系统研究电沉积工艺参数对金属基纳米镀层表面形貌、显微组织、力学性能及耐磨损性能的影响规律,本实验采用脉冲电沉积制得Ni-TiN纳米镀层,并利用透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机研究了工艺参数对Ni-TiN纳米镀层的显微结构、显微硬度和性能的影响。结果表明,当电流密度为4A/dm~2时,Ni-TiN纳米镀层的显微硬度为984.7HV,TiN微粒复合量为8.69%(质量分数)。采用不同脉冲频率制得的Ni-TiN纳米镀层,其晶面原子呈现不同方向的面心立方晶格结构。当脉冲频率为200Hz时,Ni-TiN纳米镀层中Ni和TiN的平均粒径分别为87.2nm和34.6nm。当脉冲占空比为20%时,Ni-TiN纳米镀层的显微硬度为980HV,其平均磨损量为7.56mg/mm2。     

微纳沟道技术研究DNA分子性质研究

利用精细加工聚焦离子柬技术在氮化硅绝缘晶体上研制了形状不同的微纳米沟道,并结合非接触模式原子力显微技术观察了缓冲液和DNA溶液在沟道内运动的各自形貌。对沟道内溶液的形貌特性,尤其是一种表面有纳米沟槽的DNA溶液形貌进行了分析讨论。微纳孔道与原子力显微镜成像技术相结合,有助于更多地理解生物单分子动力学和静力学等方面的性质。     

金属Cu纳米晶体的显微硬度及微结构研究

为了研究自悬浮-模压法制备的纳米金属晶体材料的有关性能及微观结构特征,采用自悬浮定向流技术制备出纳米Cu粉,经过常温模压得到金属Cu纳米晶体材料,测试了样品的室温显微硬度,并探讨了不同的压制工艺对金属Cu纳米晶体材料显微硬度的影响;利用X射线衍射谱和正电子湮没技术分别分析了纳米Cu晶体的平均晶粒尺寸和其内部的孔隙状态.研究结果表明:金属Cu纳米晶体的平均晶粒尺寸为25 nm,显微硬度随压制工艺而变化,达1.55～1.90GPa,为粗晶Cu的3～4倍;材料内部缺陷大部分为单空位和空位簇,微孔隙的数量很少.     

HVOF喷涂纳米WC-17Co涂层组织结构及力学行为研究

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备了普通、超细纳米WC-17Co涂层.研究了喷涂粉末、涂层的微观组织结构和物相成分,测试了涂层的显微硬度、弹性模量、断裂韧性.研究表明,纳米WC-17Co涂层中形成了纳米尺度的胞状结构和长条状结构,并有网状的非晶结构生成.WC-17Co涂层表面均匀致密,3种涂层均是由熔化再结晶区、半熔化区和未熔化区等构成.涂层中条带结构不明显,明显区别于等离子涂层.纳米涂层组织结构更致密,碳化物颗粒分布更均匀.3种涂层中,WC都是主相,W2C、Co6W6C的含量很少.纳米涂层的显微硬度、弹性模量、断裂韧性最高.     

用于纳米级表面形貌测量的光学显微测头

为了满足纳米级表面形貌样板的高精度非接触测量需求,研制了一种高分辨力光学显微测头。以激光全息单元为光源和信号拾取器件,利用差动光斑尺寸变化探测原理,建立了微位移测量系统,结合光学显微成像系统,形成了高分辨力光学显微测头。将该测头应用于纳米三维测量机,对台阶高度样板和一维线间隔样板进行了测量实验。结果表明：该光学显微测头结合纳米三维测量机可实现纳米级表面形貌样板的可溯源测量,具有扫描速度快、测量分辨力高、结构紧凑和非接触测量等优点,对解决纳米级表面形貌测量难题具有重要实用价值。     

纳米纤维素的光电子性能及器件应用综述

纳米纤维素是一种近年来发展迅猛的具有胶体活性的材料，它具有携带可控电荷基团、化学活性高、光学活性高、质量轻、价格低及环境友好等特点，正在快速占领导电材料、显示器、传感器、晶体管、射频器件、发电机、发光二极管等光电子器件及关键材料领域的重要地位。目前，纳米纤维素在光电子材料器件的应用依然存在不少挑战，且纳米纤维素的光电子性能及其器件也未见报道。诸多科学问题和技术难点包括如何从纤维素出发赋予该种光电子新材料性能（胶体颗粒维度、化学基团、亲水性）、如何满足光电子器件结构加工对材料性能的要求、如何明确材料物理化学性质与器件制备的关联机制等需要总结和讨论。本文简单介绍了具有代表性的几种纳米纤维素的制备和特性，着重介绍了纳米纤维素的光电子特性，如光学透过性、光学干涉、散射、液晶手性特性等，列举和讨论了纳米纤维素在太阳能电池基板、智能响应反射涂层、光纤等领域的应用和存在的问题。本文有助于建立纳米纤维素关于制备、微观形貌特征、胶体颗粒尺度效应、关键物化特性和光电子器件性能之间的逻辑关系，可确定构建纳米纤维素相关的新器件结构的设计准则和理论根据，还可为纳米纤维素在乳液、薄膜、模板材料、储能器、电极、纸电...