基于虚拟测试技术的高精度温度测控系统

为了获得更高的测量精度和最小的测量不确定度,在进行纳米级测试任务过程中,人们需要对环境进行更严格的测试及控制,如空气压力、湿度、温度、振动等.其中温度的测量和控制对纳米级精度的测量来说,是至关重要的.本文介绍一种基于虚拟测试技术建立的在高精度球体直径测量激光干涉系统中采用的温度测量和控制系统.     

隧道结TiOx线宽度对隧穿现象的影响

在新型超高速光导开关的研究中,采用AFM阳极氧化加工方法,加工利用磁控溅射方法在GaAs衬底得到的厚约3nm的钛膜,形成纳米级氧化钛线.该Ti-TiOx-Ti形成MIM隧道结作为光导开关的基本结构,并且TiO x作为电子的能量势垒.为说明氧化线的宽度对隧穿现象的影响,确定加工超高速光导开关时不引起隧穿的最窄线宽及其实验条件,通过控制空气中的相对湿度,在加工速度、氧气浓度和偏置电压不变的条件下,加工出宽度分别为15.6,34.2和46.9nm的钛氧化线,测试了不同宽度氧化线隧道结的I-V特性.结果表明,在两电极的偏压为6V时不引起隧穿的前提下,可以在超高速光导开关两电极间加工最小宽度大约为10nm的氧化钛线.     

大气状态下AFM针尖诱导氧化加工Ti膜的机理分析

通过AFM针尖诱导氧化加工Ti膜的实验得到了凸出的Ti膜氧化物高度与偏置电压成线性关系,并和针尖扫描速度成负对数关系,在前人的基础上深化了AFM针尖诱导氧化加工的机理和理论模型,分析得到了合适的加工条件即:偏压为8V,扫描速度为0.1μm/s.     

相对湿度对AFM针尖阳极氧化金属薄膜的影响

AFM针尖诱导氧化加工的金属(Ti、Al、Nb等)纳米氧化线是实现金属-半导体纳米器件的基础，由大气湿度决定的金属膜表面水吸附层的厚度，对控制阳极诱导氧化加工的结果起重要作用。实验研究了大气湿度对Ti氧化线高度、宽度和纵横比的影响，结果表明进行氧化加工Ti膜的较好的湿度范围为30％～50％。     

隧道结TiOx线宽度对隧穿现象的影响

在新型超高速光导开关的研究中,采用AFM阳极氧化加工方法,加工利用磁控溅射方法在GaAs衬底得到的厚约3nm的钛膜,形成纳米级氧化钛线.该Ti-TiOx-Ti形成MIM隧道结作为光导开关的基本结构,并且TiO x作为电子的能量势垒.为说明氧化线的宽度对隧穿现象的影响,确定加工超高速光导开关时不引起隧穿的最窄线宽及其实验条件,通过控制空气中的相对湿度,在加工速度、氧气浓度和偏置电压不变的条件下,加工出宽度分别为15.6,34.2和46.9nm的钛氧化线,测试了不同宽度氧化线隧道结的I-V特性.结果表明,在两电极的偏压为6V时不引起隧穿的前提下,可以在超高速光导开关两电极间加工最小宽度大约为10nm的氧化钛线.     

角度测量型原子间力显微镜

本作采用光学式角度传感器,制作了探针驱动式角度测量型原子间力显微镜（ＡＦＭ）,它区别于历来的原子力显微镜信号的位移测量方法,克服了以往测量方法对被测的尺寸、重量衣扫描速度的限制。     

脉冲时间对AFM阳极诱导氧化加工的影响

通过改变AFM阳极诱导氧化加工点结构时的偏压和脉冲时间,发现氧化点高度和宽度与所施加偏压呈对数关系,并且发现氧化点高度与宽度与脉冲时间呈指数关系．同时,在环境温度和氧气浓度保持不变的条件下通过改变加工中的相对大气湿度,研究了大气湿度对所加工氧化点结构的高度和宽度的影响,即氧化点的高度和宽度都随着相对湿度的增加而增加。通过实验,发现扫描速率为1μm/s、所施加偏压为7V、脉冲时间为1s、相对湿度为40％左右时所加工结构较为理想．     

基于内反射角度传感器的信号检测电路设计

目前小角度测量技术的准确度及精度已随着科技发展及各项技术发明得到了很大的提升,尤其是光学小角度测量技术中的内反射角度测量法,秉承了光学测量精度高的优点,对信号的抗干扰性要求更高。针对全内反射测角中的光强检测方法,设计了信号调制解调系统及稳功率驱动保护电路,提高了测量光的抗干扰性及测量的准确度,并对处理电路进行了分析和仿真,为高精度小角度在线测量提供了可靠的信号处理方法。     

大气湿度对AFM针尖氧化加工金属Ti膜的影响

AFM针尖诱导氧化加工的Ti纳米氧化线，是基于Ti膜-半导体纳米器件的基础，由大气湿度决定的Ti膜表面水吸附层的厚度，对控制阳极诱导氧化加工的结果起重要作用。通过大量实验研究了大气湿度对Ti氧化线高度、宽度和纵横比的影响，结果表明进行氧化加工Ti膜的较好湿度范围为30％～50％。     

超高速器件的采样技术

详细论述了电光采样和光导采样两种超快速采样技术的原理和实现方法,分析了两种超快速采样技术的发展方向,对比了两种超快速采样技术的优缺点,提出了利用微加工和纳米加工不断改善两种超快速采样技术的方法.