FIB快速加工纳米孔点阵的新方法

纳米尺度的点阵在纳米器件和基础科学研究方面都具有非常重要的应用.目前普遍采用的聚焦离子束和电子束曝光技术可以很方便的在衬底上加工纳米量级的微细结构，但大面积的图形加工过程需要花费太多的机时.介绍一种利用设计图形BMP文件的像素点阵和实际加工区域之间的匹配关系，通过聚焦离子束加工获得所需要的纳米孔点阵的新方法.采用这种方法可以在短时间内获得大面积的纳米点阵结构. 关键词： 聚焦离子束 电子束曝光 纳米孔点阵     

超导纳米线单光子探测器件的制备

超导纳米线单光子探测器件(SNSPD)是超导单光子探测系统的核心器件。文中介绍了成功制备的基于5nm厚的NbN超导超薄薄膜的SNSPD器件。器件核心结构为150nm宽的纳米曲折线结构,纳米线条占空比为75%,面积为20μm×20μm。超导纳米线是利用电子束曝光(EBL)技术和反应离子刻蚀(RIE)等工艺技术制备的。所制备的SNSPD样品,在温度3.5K下的临界电流约12.9μA;在1310nm波长光波辐照,12.5μA的偏置电流下,探测效率约0.016%。     

银镜反应制备纳米蛾眼减反结构法

为了降低光学表面的菲涅耳反射,提出了一种制备仿生减反结构的方法.利用银镜反应并结合退火处理在硬性材质基底表面制备银纳米粒子,经反应离子刻蚀工艺,在基底表面形成一层纳米蛾眼减反结构.分析了周期分布和随机分布纳米蛾眼的光学特性,实验研究了退火参量和刻蚀参量对银纳米颗粒直径、密度以及高度的影响,并在硅和石英基底上分别制备了随机减反结构.测试结果表明:硅基平均反射率小于4.5%,双面石英基透过率达98.1%.理论和实验均表明:随机分布的纳米仿生蛾眼结构具有宽光谱、广视角和高减反特性,所提出的制备方法具有简便易行、低成本、大幅面等优点,在光电器件中具有良好的潜在应用前景.     

高反射效率高定向性的热解石墨晶体X射线谱仪

基于高定向热解石墨晶体(highly oriented pyrolitic graphite,HOPG)研制了一种新型反射式X射线谱仪.该谱仪具有高反射效率、较高能谱分辨率及相对较宽的能谱测量范围.根据计算,在相同的入射条件下,该谱仪的效率比一般X射线弯晶谱仪高3个量级;谱仪能谱分辨率理论值最高达350;理论探测范围是6.891keV至9.193 keV.我们将该谱仪应用在高功率密度激光与固体靶相互作用的实验中,发现在普通弯晶谱仪无法采到信号的实验条件下,HOPG谱仪依然采集到清晰的Cu K谱线.分析发现在8.048 keV(Cu的Kα光子能量)附近的能谱分辨能力最高达到40 eV,分辨率大于200.     

Ar+8轰击石墨表面损伤的扫描隧道显微镜观测研究

报道了用10—112MeV能量的Ar+8离子轰击高定向石墨造成损伤的原子水平观测结果,给出了损伤形貌、损伤大小和损伤数密度.讨论了损伤与表面核能损的关系及损伤过程的可能机制.     

高定向热解石墨表面局域导电增强现象的扫描探针显微学研究

基于导电型原子力显微镜和扫描隧道显微镜的对比观察,研究高定向热解石墨表面上残留石墨片的导电增强现象.根据样品电阻的测量数据,将这种现象归结为导电针尖与石墨表面的点接触问题,并且发现接触电导和接触点处局域的电子密度成正比,从而确定石墨表面的局域导电增强现象的原因在于残留在石墨表面的石墨片具有较高的电子密度. 关键词： 扫描隧道显微镜 导电原子力显微镜 高定向热解石墨 导电性     

同步辐射Laminar光栅的研制

采用全息离子束刻蚀和反应离子刻蚀相结合的新工艺 ,在熔石英基片上成功地刻蚀出 2 0 0l/mm、线空比 4:6、槽深 70nm、刻划面积 60× 2 0mm2 的浅槽矩形Laminar光栅。对改进光栅线条粗糙度和线空比的方法进行了系统的研究。这一新工艺相对简单 ,降低了对干涉系统光学元件和全息曝光显影的严格要求     

工业级纳米绒面多晶硅太阳电池的制备及其性能研究

基于产线工艺制备了纳米绒面多晶硅太阳电池,并表征其光电转换性能。研究结果表明：相对传统微米绒坑,纳米绒面能够提升多晶硅太阳电池的短路电流,相应的光电转换效率绝对值提升大于0.4%,产线均值光电转换效率超过了19.1%。结合漫反射光谱和外量子效率测试结果,改进的光电转换的原因归结为纳米绒面能够有效地诱捕短波和长波太阳光子,增强短波和长波太阳光响应。本研究证实纳米绒面多晶硅太阳电池可利用产线工艺制备且具有较高的光电转换效率,能够实现产业化。     

离子辐照石墨生成的纳米尺寸Ar泡

用60keV的Ni⁺和Ar⁺在相同实验条件下,先后分别辐照同一块石墨靶,剂量均为10¹⁸/cm².带能量色散X射线分析和电子衍射分析的高分辨透射电子显微镜观察和分析发现,尺寸不同的纳米Ar泡嵌在类玻璃碳薄片中,部分泡内的Ar可能已形成固体结构.     

聚焦电子/离子束技术的原理及应用

总结近几年来聚焦电子/离子束双束技术的发展概况和主要应用领域,主要对双束系统的结构、原理及其在刻蚀、沉积、离子注入、显微成像和能谱分析等几方面的应用发展进行介绍,讨论双束技术未来发展的趋势。     

Raman spectrum study of graphite irradiated by swift heavy ions

Highly oriented pyrolytic graphites are irradiated with 40.5-Me V and 67.7-Me V ^112Sn-ions in a wide range of fluences： 1×10^11 ions/cm^2–1×10^14ions/cm^2. Raman spectra in the region between 1200 cm^-1 and 3500cm^-1 show that the disorder induced by Sn-ions increases with ion fluence increasing. However, for the same fluence, the amount of disorder is greater for 40.5-Me V Sn-ions than that observed for 67.7-Me V Sn-ions, even though the latter has a slightly higher value for electronic energy loss. This is explained by the ion velocity effect. Importantly, ～ 3-cm^-1frequency shift toward lower wavenumber for the D band and ～ 6-cm^-1 shift toward lower wavenumber for the 2D band are observed at a fluence of 1×10^14 ions/cm^2, which is consistent with the scenario of radiation-induced strain. The strain formation is interpreted in the context of inelastic thermal spike model, and the change of the 2D band shape at high ion fluence is explained by the accumulation of stacking faults of the graphene layers activated by radiation-induced strain around ion tracks. Moreover,the hexagonal structure around the ion tracks is observed by scanning tunneling microscopy, which confirms that the strains near the ion tracks locally cause electronic decoupling of neighboring graphene layers.     

激光干涉光刻法制作100 nm掩模

介绍了一种利用激光干涉光刻技术得到特征图形,并通过离子束刻蚀将图形转移到铬层上,从而获得掩模的方法。针对掩模透光率以及对干涉图形对比度可能产生影响的两个参数分别进行了数值仿真,从而证明此方法的可行性和参数的优化选择。自搭干涉光刻实验系统,用257 nm的激光光源实现光刻,得到特征尺寸为100 nm的图形,再经过离子束刻蚀,最终得到周期200 nm、线宽100 nm的掩模。     

半导体量子阱材料微加工光子晶体的光学特性

利用聚焦离子束刻蚀方法和电子束制版结合干法刻蚀方法制备了二维近红外波段光子晶体，发现两种方法都可以制备出均匀的二维光子晶体，聚焦离子束方法操作简单，电子束制版结合干法刻蚀方法操作步骤复杂.光谱测试表明，利用聚焦离子束方法在有源材料上刻蚀的光子晶体不发光，而电子束制版结合干法刻蚀方法制备的小晶格常数光子晶体即使有些无序，其出光效率也提高到没有光子晶体时的两倍.对两种方法所加工的光子晶体不发光和提高出光效率的机理进行了分析. 关键词： 聚焦离子束 电子束制版 光子晶体 出光效率     

Elastic and inelastic scattering components in the angular intensity distribution of He scattered from graphite

The angular intensity distribution of thermal energy He beam scattered from highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) surface has been measured by means of supersonic molecular beam scattering technique in the wide surface temperature range. To separate the elastic and inelastic scattering components, simple analysis method has been developed by applying the classical binary collision theory of the hard cube model (HCM). From the extracted elastic scattering component in the scattering distribution, the Debye temperature of the HOPG surface has been derived as 590 ± 30 K. On the basis of the HCM analysis for the extracted inelastic scattering components of He beam, the effective mass for the HOPG surface has been found to be 72 u (six carbon atoms).     

全息离子束刻蚀衍射光栅

全息离子束刻蚀衍射光栅集中了机械刻划光栅的高效率和全息光栅的无鬼线、低杂散光、高信噪比的优点．全息离子束刻蚀已作为常规工艺手段应用于真空紫外及软x射线衍射光栅的制作．文章对全息离子束刻蚀衍射光栅的制作方法、主要类型、研究现状和应用进行了综述．