几何结构标定误差对偏折术的影响

偏折术中的几何结构标定误差是制约低阶面形测量精度的主要因素。从数学模型、理论模拟和实验三个方面分析了几何结构标定误差与低阶面形测量误差之间的关系。给出了表示几何结构标定误差与面形测量误差之间关系的数学模型,并通过模拟和实验对其进行了验证。结果表明,几何结构标定中坐标平移误差会导致倾斜和离焦面形测量误差;被测面分别与相机和显示器之间的距离越大,几何结构标定的误差对低阶面形测量的影响越小。研究结果可以帮助设计合适的偏折术测量系统结构和提高低阶面形测量精度。     

金纳米颗粒的有序制备及其光学特性

采用纳米球蚀刻技术在石英衬底上制备了不同高度的金纳米颗粒阵列.通过扫描电子显微镜对其表面形貌进行了观测,表明金纳米颗粒为有序分布的三棱柱结构.通过红外—紫外吸收光谱仪在190—900nm波长范围内对其光吸收特性进行了测量, 并成功观测到了金纳米颗粒表面等离子体振荡效应引起的光吸收峰,结果表明随着金纳米颗粒高度的增加,其吸收峰的位置向短波方向移动(蓝移).同时对金纳米颗粒的光吸收特性进行了基于离散偶极子近似的理论计算,并与实验结果进行了比较. 关键词： 纳米球蚀刻技术 金纳米颗粒 离散偶极子近似     

基于显微物镜的表面等离子体共振EI北大核心CSCD

利用高数值孔径显微物镜(油浸)并采用Kretschmann结构在52.3nm金膜上激发了表面等离子体共振.从麦克斯韦方程和菲涅尔公式出发,建立了相应的数学模型,并对物镜后焦面的光强分布进行了数值模拟.由图像传感器采集了后焦面的光强分布,通过计算机处理并显示.与理论结果对比,实验得到的共振角与理论值相符.对数值模拟和检测结果的分析为金膜表面介质的表面等离子体共振成像应用和折射率检测提供了理论与实验依据.     

无序杂质区域对沉积在胶体基底表面的金原子凝聚体分形结构的影响

由于受基底表面无规分布杂质的影响,沉积在熔融玻璃基底表面的金原子凝聚形成了具有特殊结构的分形凝聚体.根据这一实验结果,建立了各向异性的团簇团簇凝聚模型,对此类胶体基底表面的金原子分枝状凝聚体的生长过程进行了计算机模拟,研究了无规分布的杂质区域对凝聚体各种参数的影响,其结果与实验相符合 关键词： 薄膜生长 MonteCarlo模拟 分形     

约束面投影成型室基底微观特征对透光性的影响

为了探明约束成型室基底微观孔隙特征对固化光源传播特性的影响规律,从而对光固化成型精度进行分析和预测,采用时域有限差分软件对成型室约束基底引入微孔特征条件下的透光性及在固化区光能量分布特性进行了数值模拟,并通过实验对模拟结果进行了验证.结果表明,约束基底引入微孔的形状、尺寸以及周期等微观几何特征影响基底的透光性及其透过基底在成型区的光强分布;相对于基底微孔形状,其尺寸和周期的影响更显著,减小微孔尺寸和周期有利于透光性以及光强在成型区分布的均匀性;微孔直径小于半波长、微孔边缘间距与微孔直径的比值小于1∶1时可以显著减小微孔的负面影响;微孔直径远大于半波长时,基底上的微孔将在成型零件表面形成不期望的附加特征,从而影响成型精度.研究结果可以为基底制备提供工艺改进的方向和理论依据.     

计算干涉图补偿法检验非球面

本文叙述利用计算机干涉图补偿法检验非球面的原理和实验,提出了不引入附加像差的检验系统。文中把计算机干涉图作为补偿片,通过莫尔条纹的形状来评价面形;并对面形和莫尔条纹光强分布之间的关系作了分析,用计算机进行了模拟;讨论了可能影响检验精度的各种因素。所采用的装置不仅简单,且易调整。     

负性光刻胶刻蚀工艺研究

对负性光刻胶的蚀刻特性进行了详尽的数学阐述,推导出了光致抗蚀剂层的刻蚀速度同曝光量以及光刻材料吸收系数之间的微分关系.以该微分方程为理论依据,通过对光刻显影过程进行模拟,得出了蚀刻最佳浮雕面形所需的光刻条件,并以"重铬酸盐-明胶"为光刻材料进行实验,获得了良好的实验结果.     

功能纳米结构可控生长的新途径:非模板选择性自组装

文章介绍了一种非模板选择性自组装纳米结构的方法.从实验和理论上研究了两种有机分子在Ag单晶不同表面上的吸附行为,发现在Ag（775）基底上PTCDA分子会完全吸附在（111）台阶面上,而DMe-DCNQI分子则完全吸附在（221）台阶面上.该研究还阐明了PTCDA分子与基底原子之间的相互作用机制,提出了PTCDA与基底之间的相互作用是通过分子末端官能团的氧原子实现的,中心的π共轭区域与基底相排斥,理论模拟得到的氧原子的NIXSW相干长度以及碳原子的近边X射线吸收谱与实验结果符合得较好.     

RIE精确传递微光学三维结构于红外材料的方法

本文对红外光学材料锗的蚀刻性能、机制进行了深入的研究,在反应离子蚀刻(RIE)实验基础上,建立了锗材料蚀刻性能与RIE工艺参量的关系,经过大量的实验,找到了稳定蚀刻速率的方法和条件,为用RIE技术形成高精度衍射微光学元件积累了实用经验.     

RIE精确传递微光学三维结构于红外材料的方法

本文对红外光学材料锗的蚀刻性能、机制进行了深入的研究,在反应离子蚀刻(RIE)实验基础上,建立了锗材料蚀刻性能与RIE工艺参量的关系,经过大量的实验,找到了稳定蚀刻速率的方法和条件,为用RIE技术形成高精度衍射微光学元件积累了实用经验.     

Flattening property of a surface due to optical assisted chemical near-field etching

A mechanism of surface flattening is proposed based on our original mathematical model of surface development by introducing a protrusion-selective etching process which has been demonstrated by the optical near-field assisted chemical etching of glass substrate. We study various mechanisms of surface development due to etching processes depending on the local curvature of substrate and explain that the nature of optical near-field showing the stronger field–matter coupling and associated field enhancement near a sharper protrusion is essential for the flattening property.     

基于刻蚀速率匹配的离子刻蚀产额优化建模方法

随着微电子产业的不断发展,刻蚀特征尺度达到纳米级,等离子体刻蚀工艺过程机理研究越来越受到重视.刻蚀表面仿真是研究离子刻蚀特性的重要方法.在离子刻蚀表面仿真中,离子刻蚀产额模型是研究刻蚀机理的重要模型,也是元胞自动机等仿真方法的重要基础.为了解决利用传统方法无法得到准确刻蚀产额模型参数的问题,本文提出一种基于刻蚀速率匹配的离子刻蚀产额优化建模方法,该方法以实际刻蚀速率与模拟刻蚀速率之间的均方差为优化目标,利用基于分解的多目标进化算法来优化离子的刻蚀产额模型参数,并将得到的刻蚀产额模型参数应用到采用元胞方法的刻蚀工艺的实际仿真过程中.实验结果表明了该刻蚀产额优化建模方法的有效性.     

结合实际刻蚀数据的离子刻蚀产额优化建模方法

刻蚀表面仿真是研究等离子体刻蚀工艺过程机理的重要手段.在刻蚀表面仿真方法中,刻蚀表面演化模型和离子刻蚀产额模型直接决定了刻蚀表面演化结果.但现有的刻蚀表面演化模型不够精确,且目前离子刻蚀产额模型主要来自分子动力学仿真和物理实验,而实际加工过程十分复杂,等效的离子刻蚀产额包含很多因素.针对这些问题,首先对当前的刻蚀表面演化模型进行改进,同时重新定义了离子刻蚀产额模型的优化目标,并利用实际刻蚀加工数据来优化离子刻蚀产额模型.为缩短优化模型所用时间,采用并行方法来加速优化过程.最后,将得到的离子刻蚀产额模型参数应用于采用元胞自动机法的刻蚀工艺实际仿真过程中.实验结果表明,该优化建模方法确实提高了仿真的精确度,同时优化过程所用时间也大大减少.     

CF_4/Ar/O_2等离子体对熔石英元件的修饰工艺

采用感应耦合等离子体刻蚀技术,以CF4/Ar/O2为反应气体对熔石英元件表面进行修饰,研究并分析了CF4和Ar流量对刻蚀速率、熔石英表面粗糙度和微观形貌的影响。结果表明,CF4化学刻蚀与Ar的物理轰击对熔石英样品表面修饰效果存在一定竞争关系,当它们达到平衡时表面粗糙度最小。通过对不同流量气体刻蚀过后熔石英表面粗糙度和光学显微形貌分析获得了较为理想的气流量配比,该研究为反应等离子体修饰熔石英光学元件以获得较高光学性能提供工艺参考。     

熔石英表面杂质元素在酸蚀过程中的变化

为了探寻熔石英表面痕量杂质元素种类以及随HF酸蚀刻过程中的变化情况,用质量分数为1%HF酸溶液对熔石英进行长达24,48,72,96 h的静态蚀刻实验。结合飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）和X射线光电子能谱（XPS）测试分析结果发现,熔石英试片表面的痕量杂质元素主要含有B,F,K,Ca,Na,Al,Zn和Cr元素,其中绝大部分都存在于贝氏层中,在亚表面缺陷层检测到有K,Ca元素。所含有的K,Na杂质元素会与氟硅酸反应生成氟硅酸盐化合物。分析表明,在HF酸蚀刻的过程中一部分杂质元素将被消除,一部分杂质元素和生成氟硅酸盐化合物会随着蚀刻液逐渐从熔石英表面向表面纵深方向扩散并被试片吸附沉积,且随着深度的加深各元素的相对含量逐渐减少。     

化学气相沉积法制备的石墨烯晶畴的氢气刻蚀

利用化学气相沉积法在抛光铜衬底上制备出六角形石墨烯晶畴, 并且在高温条件下对石墨烯晶畴进行氢气刻蚀, 利用光学显微镜和扫描电子显微镜对石墨烯晶畴进行观测, 发现高温条件下石墨烯晶畴表面能够被氢气刻蚀出网络状和线状结构的刻蚀条纹. 通过电子背散射衍射测试证明了刻蚀条纹的形态、密度与铜衬底的晶向有密切关系. 通过对比实验证明了石墨烯表面上的刻蚀条纹是由于石墨烯和铜衬底的热膨胀系数不同, 在降温过程中, 石墨烯表面形成了褶皱, 褶皱在高温氢气气氛下发生氢化反应形成的. 对转移到二氧化硅衬底的石墨烯晶畴进行原子力显微镜测试, 测试结果表明刻蚀条纹的形貌、密度与石墨烯表面褶皱的形貌、密度十分相似. 进一步证明了刻蚀条纹是由于褶皱结构被氢气刻蚀引起的. 实验结果表明, 即使在六角形石墨烯晶畴表面也存在褶皱和点缺陷. 本文提供了一种便捷的方法来观察铜衬底上石墨烯褶皱的分布与形态; 同时, 为进一步提高化学气相沉积法制备石墨烯的质量提供了更多参考.     

亚微米尺寸元件的离子束刻蚀制作

采用软光刻技术中的微接触印刷(μCP)技术、表面诱导的水蒸气冷凝、表面诱导的去湿行为,在金基底上制作出了亚微米的环状周期结构聚合物掩膜.通过对离子束刻蚀过程中各个参量对刻蚀元件的表面光洁度、轮廓保真度和线宽分辨的影响分析,结合掩膜的实际情况选择出了合适的离子束入射角、离子能量、束流密度和刻蚀时间等参量.依照这些参量刻蚀出了高质量的亚微米尺寸环状周期结构元件.通过对刻蚀出的元件的检测发现,刻出的元件表面光洁度、轮廓保真度和侧壁陡峭度都非常好.     

Laser etching of Thoria pellets for microstructural investigations

Metallographic investigation of the microstructure of sintered Thoria pellets necessitates appropriate surface preparation of these pellets. Conventional etching methods involving either chemical or thermal etching techniques being unsuitable for surface etching of irradiated Thoria fuel, laser-based surface treatment was envisaged as a potential alternative technique. Thoria pellets were subjected to laser surface treatment using a pulsed Nd:YAG laser.Our preliminary studies have successfully demonstrated laser etching of sintered Thoria pellets with good reproducibility, clearly revealing grain structures and well-defined grain boundaries. Detailed parametric investigations determining optimum laser parameters for the process, are presented. Our results on ultra-short laser-based etching of sintered Thoria pellets are also discussed.     

消除半导体激光诱导腐蚀晶向影响的两步腐蚀新方法

提出了一种消除激光化学诱导液相腐蚀晶体取向影响的新方法———两步腐蚀法。激光化学液相两步腐蚀法实质上是加长非晶向方向图形的腐蚀时间,保证与晶向方向腐蚀程度一致。实验结果表明,晶体取向对激光化学诱导液相腐蚀图形有较大的影响;两步腐蚀法可以有效地消除晶体取向影响,得到需要的图形;与国内外普遍采用的表面抗蚀膜掩蔽和激光光强分布调节等方法相比,具有可以处理内部晶向影响,操作简单,设备要求低等特点,两步腐蚀法可以有效地克服常规方法的诸多弊端,达到消除晶向影响的目的,在特殊结构光电器件和光电集成中具有广泛的应用前景。     

Removal of GaN film over AlGaN with inductively coupled BCl3/Ar atomic layer etch

Atomic layer etching(ALE)of thin film GaN(0001)is reported in detail using sequential surface modification by BCl₃ adsorption and removal of the modified surface layer by low energy Ar plasma exposure in a reactive ion etching system.The estimated etching rate of GaN is~0.74 nm/cycle.The GaN is removed from the surface of AlGaN after 135 cycles.To study the mechanism of the etching,the detailed characterization and analyses are carried out,including scanning electron microscope(SEM),x-ray photoelectron spectroscopy(XPS),and atomic force microscope(AFM).It is found that in the presence of GaCl_x after surface modification by BCl₃,the GaCl_x disappears after having exposed to low energy Ar plasma,which effectively exhibits the mechanism of atomic layer etch.This technique enables a uniform and reproducible fabrication process for enhancement-mode high electron mobility transistors with a p-GaN gate.