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oe1(光电查) - 科学论文

10 条数据
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  • 聚焦离子束

    摘要： 混合超导-自旋系统有望将高度相干的原子量子系统与超导电路的可扩展性相结合。要充分发挥这一潜力，需要一种高品质因数的微波谐振器——它既能调谐频率，又能在自旋系统最适宜的磁场条件下工作。此类磁场通常会排除此前用于可调谐高Q值微波谐振器的常规铝基约瑟夫森结器件。铌具有更高的临界磁场，可制备出抗强磁场的微波谐振器。我们在此展示如何通过氖聚焦离子束在铌共面谐振器中心导体上平行刻蚀收缩型弱连接结构，从而实现频率可调谐谐振器。通过研究两个此类器件的传输特性，证明它们能构建兼具高品质因数、可调谐性与强磁场耐受性的器件，为未来与自旋系统的耦合应用带来希望。

    关键词： 磁场抗扰性、聚焦离子束、超导、可调谐谐振器、铌、纳米超导量子干涉仪

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 短路应力对SiC功率MOSFET中SiO2介质退化的影响

    摘要： 本文研究了短路事件对平面SiC MOSFET栅极可靠性的影响，该影响随着结温升高和偏置电压增大而愈发显著。电学波形表明存在栅极退化机制，表现为栅极漏电流随退化程度加剧而持续增大。通过对退化SiC MOSFET进行失效分析，并与新器件结构对比以识别潜在缺陷/异常。聚焦离子束切割显示与新器件相比存在多处差异：(i)多晶硅栅极与铝源极间出现裂纹；(ii)源极接触附近存在金属颗粒；(iii)铝源极顶面发生形变。这些缺陷与栅极漏电流及漏极漏电流的增大具有相关性。

    关键词： 聚焦离子束，短路，栅极氧化层击穿，栅极氧化层，退化，缺陷，可靠性，碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管，失效分析，扫描电子显微镜

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 利用FIB-ToF-SIMS对有机-无机器件中埋藏界面进行化学成像

    摘要： 有机-无机杂化材料能够实现具有增强性能的新材料的设计与制备。有机与无机材料之间的界面通常对器件性能至关重要，因此化学表征备受关注。由于界面往往被埋藏，采用聚焦离子束（FIB）铣削暴露界面正日益普及。随后可通过二次离子质谱获得化学成像。然而，FIB铣削过程会损伤有机材料。本研究通过构建有机-无机测试结构，深入理解FIB铣削和SIMS成像相关过程。我们提出一种分析方法：利用氩气团簇离子源溅射进行"清理"工艺以消除FIB诱导损伤。该方法在两种增材制造器件上进行了验证——一种是聚合物材料中嵌入银迹线的封装应变传感器，另一种是采用新型纳米粒子烧结技术在柔性聚合物基底上制备的铜迹线。

    关键词： FIB（聚焦离子束）、增材制造、混合界面、飞行时间二次离子质谱（ToF - SIMS）、聚合物、氩团簇、铣削

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • Kesterite中的空位及聚焦离子束制备层状结构对透射电子显微镜分析的影响

    摘要： 基于Cu2ZnSnS4和Cu2ZnSnSe4（CZTSe）的铜锌锡硫硒矿太阳能电池是薄膜太阳能电池未来潜在的应用候选材料。该技术仍需大幅发展，为此需要高度可靠的表征方法以确保改进措施建立在坚实的数据解读基础上。本研究揭示，铜锌锡硫硒矿中最常用的表征技术之一——扫描透射电子显微镜（STEM）的观测结果可能受聚焦离子束（FIB）制样过程影响。通过结合扫描电子显微镜与拉曼散射光谱的互补测量，有力证据表明：CZTSe体相中混入的ZnSe第二相很可能是STEM切片中出现孔洞的原因。溅射模拟进一步佐证该解释：相较于CZTSe基体中的金属原子，ZnSe基体中的Zn原子更易被优先溅射。

    关键词： Cu2ZnSn(S,Se)4（CZTSSe）薄膜太阳能电池，透射电子显微镜（TEM），聚焦离子束（FIB），黄锡矿

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 氦离子显微镜中导电结构电压对比的缺陷定位与纳米加工

    摘要： 随着电子器件特征尺寸缩小至纳米级，需要一种简便的失效分析与工艺步骤评估方法。镓聚焦离子束（Ga-FIB）或扫描电子显微镜（SEM）是检测半导体器件及工艺中电压对比度以进行失效分析的有效手段。但Ga-FIB可能对分析区域表面造成损伤或植入效应，且分辨率较低。氦离子显微镜（HIM）采用轻离子束（氦或氖）实现纳米级成像与加工。通过HIM图像中的被动电压对比度（PVC），可快速便捷地检测导电结构失效的缺陷定位，并获得足够的电压对比度。此外，HIM成像还能观测宽度窄至亚10纳米的缺陷间隙。HIM的PVC技术能在最小化分析区域损伤的前提下实现纳米级缺陷定位。对于电路编辑和失效分析，有时需故意切断导电连接，此时可通过HIM的PVC成像轻松验证最终结果。借助XeF?气体辅助，氦离子束和氖离子束均可用于金属断路的纳米加工。XeF?气体能有效防止导电材料在蚀刻区沉积并提升材料去除速率，从而形成电隔离结构。氖离子束的蚀刻速率远快于氦离子束。采用XeF?气体辅助的氦离子束配合可控操作的HIM图像PVC技术，还能在单点缺陷情况下定位隐藏缺陷；而对缺陷串列情况，通过氖离子束辐照故障位置即可利用PVC发现缺陷所在。

    关键词： 缺陷、电压对比度、二氟化氙、聚焦离子束、蚀刻、氦离子显微镜、纳米制造

    更新于2025-09-22 19:21:22

  • 用于原子探针断层扫描的钙钛矿基太阳能电池的冷冻聚焦离子束制备

    摘要： 聚焦离子束剥离与环形铣削是获取原子探针断层扫描（APT）实验和透射电子显微镜定点样品最常用的方法。但该技术的主要局限在于高能离子束会造成结构损伤和化学降解，这些问题在敏感样品中尤为突出。为此，低温条件下的离子束铣削已成为公认的损伤抑制技术。本研究采用冷冻聚焦离子束技术，从效率达19.7%的四阳离子钙钛矿太阳能电池器件制备APT测量样品。与室温FIB铣削相比，我们发现冷冻铣削能显著提升APT结果质量——包括提高分析产额和成分测量精度（如减少卤素损失），这都源于APT样品内部缺陷更少?；诟梅椒?，我们探讨了钙钛矿太阳能电池材料可靠原子探针测量的前景，并通过解析钙钛矿有机-无机分子场的蒸发行为，旨在拓展APT实验对复杂有机-金属材料的纳米表征适用性。

    关键词： 场致蒸发、太阳能电池、原子探针断层扫描技术（APT）、原子探针断层显微镜、聚焦离子束（FIB）、冷冻聚焦离子束、钙钛矿、卤素损失

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • III-V族半导体表面的离子辐照：从自组装纳米结构到等离子体晶体

    摘要： 半导体表面的离子辐照已成为制备多种自组织纳米结构的有前景方法。此外，聚焦离子辐照与分子束外延的结合，在制备过程中为混合材料的表面与界面提供了原子级前所未有的设计与控制能力。本综述阐述了从纳米岛到纳米棒再到三维纳米粒子阵列的定向自组装。首先讨论III-V族表面的聚焦离子辐照——该过程会导致V族元素优先溅射，继而形成富III族金属纳米结构。当辐照剂量超过阈值后，纳米粒子的演化将由溅射产额和局部离子束入射角决定，从而形成纳米粒子阵列、纳米棒或纳米粒子链。除描述通过聚焦离子束制备的纳米粒子阵列外延生长获得密排嵌入式Ga:GaAs纳米复合材料外，我们还探讨了纳米粒子阵列的表面等离子体共振效应，以及表面与埋入式纳米粒子阵列对GaAs光致发光效率的影响。最后讨论了"等离子体晶体"在等离激元增强光电子学中的应用潜力。

    关键词： 自组装纳米结构、离子辐照、等离子体晶体、分子束外延、III-V族半导体、纳米粒子阵列、表面等离子体共振、光致发光效率、聚焦离子束

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 氦离子聚焦束直接铣削等离子体七聚体排列纳米孔阵列

    摘要： 我们通过氦聚焦离子束（HeFIB）铣削技术制备了等离子体七聚体排列纳米孔（HNH）阵列，这是一种无需光刻胶、无掩模的直写方法。所使用的HeFIB气体场电离源具有微小He+束斑尺寸和高铣削分辨率，可在金属中加工高深宽比（4:1）的纳米级结构，例如在55纳米厚金膜中实现孔间具有15纳米高垂直度壁面的HNH阵列。针对大阵列HeFIB铣削过程中因样品台振动或He束不稳定导致的漂移问题，我们采用基于原位He离子成像对准特征的漂移校正技术进行补偿。该技术使HNH阵列最大位移控制在20纳米范围内，水平与垂直方向平均位移分别为6.9纳米和4.6纳米。通过展示所制备等离子体HNH阵列的光学共振光谱测量结果验证了该制造技术的有效性，并讨论了HeFIB铣削相关的缺陷问题。

    关键词： 等离子体学、聚焦离子束、氦离子显微镜、纳米制造

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 2016年欧洲显微镜学大会：会议录 || 定位控制纳米线生长的聚焦离子束图案化技术

    摘要： 基于半导体纳米线（NW）的异质结构是下一代光电器件（如柔性太阳能电池和发光二极管[1]）极具前景的材料体系。其减小的接触面积与表面应变弛豫特性，使其能在晶格失配衬底上实现外延生长——这是将不同III-V族半导体与现有硅基技术集成的关键优势。通过位置可控的纳米线有序阵列生长于硅基底，可提升器件均匀性与集成度，该工艺通常采用二氧化硅薄膜作为掩模。在掩模中制备圆形孔洞图案（图1(a)）可实现预定义位置与图案的定点纳米线生长，目前主要通过电子束光刻或纳米压印光刻等微纳加工技术实现[2]。重要工艺参数包括氧化层厚度、孔径与图案间距，需多步骤优化才能获得高产率均匀纳米线[3]。此外，催化颗粒常偏离孔洞中心，导致纳米线横截面出现非对称形貌[4]。本研究探索了聚焦离子束（FIB）直接图案化纳米线生长衬底的参数空间（图1），采用分子束外延（MBE）技术在带有40纳米热氧化层的FIB图案化Si(111)衬底上生长自催化GaAsSb纳米线，系统调控孔径尺寸、离子剂量与镓束重叠参数（图1(a-c)）。相较于传统光刻胶图案化技术，FIB有望提供更高灵活性与控制精度。同时，FIB图案化会在硅与二氧化硅中引入镓离子注入效应，这种独特作用可能对自催化纳米线生长及纳米线-衬底体系特性产生积极影响。MBE生长后，所有阵列均呈现三种典型生长模式（图1(d-e)）：最小孔径（10纳米图案）行特征为高直立纳米线产率（≤80%）；随着孔径增大，初期会出现更多寄生晶体生长，最终每个孔洞内形成2-5根多纳米线结构；当各列阵列剂量递增时，这些转变对应的图案化孔径呈比例减小。结果表明FIB可在单次生长过程中高效绘制参数空间，并实现从定向单纳米线、二维寄生晶体到多纳米线共存的生长模式调控。后续将通过原位透射电镜观测与单纳米线电学测试[5]来完善结构分析并研究其电学特性。除FIB图案化的灵活性外，由于镓离子注入效应及改变的纳米线-衬底界面，FIB图案化硅基底上生长的III-V族纳米线有望展现新颖特性。

    关键词： 自催化、纳米线、聚焦离子束、纳米结构化、砷镓锑

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 金刚石中单锗空位中心阵列的直接书写

    摘要： 具有优异光学特性的固态单光子发射体是量子光学应用的重要基础构件。理想的量子比特应具备明亮的窄带发射（即高德拜-瓦勒因子）并支持对其自旋态进行光学读出与操控。目前已研究过金刚石中的多种候选体系，包括氮空位（NV）中心及较新的硅空位（SiV）中心。SiV的优势在于其高达80%的发射强度集中于零声子线（ZPL），但其相干时间受限于约40GHz的窄基态能级分裂——该特性易引发下支态到上支态的单声子吸收。因此需要寻找基态分裂更大的替代体系以抑制声子介导过程。 金刚石色心作为可扩展量子光子学应用的固态量子比特极具前景。在众多缺陷中，具有反演对称性的缺陷因其优异光学特性备受关注。本研究展示了在金刚石中无掩模植入高亮度单锗空位（GeV）中心阵列的技术：通过直接聚焦离子束工艺，以数十纳米空间精度制备单GeV发射体。当单点注入200个Ge?离子时，单GeV产生效率高达53%。该制备方法为未来集成光子结构的纳米加工提供了可行方案，有望使GeV发射体成为自旋-自旋相互作用研究的主流平台。

    关键词： 钻石、锗空位中心、单光子发射器、量子光子学、聚焦离子束

    更新于2025-09-09 09:28:46