多功能超高真空高频除气系统的研制

通过介绍一台超高真空高频加热系统的研制过程,探讨了该类系统在设计制造中的难点和解决方案。     

纳米结构可重入扫描隧道显微镜系统的研制

本文简介我们最近研制成功的超高真空（ＵＨＶ）扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）系统。该系统由于同时安装有扫描电子显微镜（ＳＥＭ），可以使ＳＴＭ的针尖在ＳＥＭ的引导下移到样品表面上任一感兴趣的地方去研究那时的纳米细节，从而使它的ＳＴＭ具有纳米结构可重入性。该系统还有一些特有的样品制备功能，可用于许多有价值的研究 。     

用于铬原子光刻的超高真空原子源的研制

原子光刻技术中,良好原子源的产生是最为基础的条件.针对实验中对原子束的具体要求,设计了一套超高真空原子源产生装置,主要参数为:系统工作真空度优于 5.0×10-5Pa,铬原子源温度为1650℃,铬原子最可几速率为960m/s,原子炉口所喷射出的铬原子数为N=1.5×1017s-1.     

紫外固化真空负压纳米压印系统的研制

气体压力施压是实现纳米压印技术中将模板压入转移介质的重要技术路径,在克服应力不均匀、保护基片和模板等方面优势明显。报道了一种旨在提高压印压力均匀性、低压力施压的真空负压紫外固化纳米压印系统的研制。制备真空腔室,腔室顶部利用弹性橡胶环结合紫外透过性好的SiO2玻璃与腔体连接,采用抽真空的方式形成负压,腔室外大气压强通过SiO2玻璃均匀地作用到压印模板上,将其压入液态紫外敏感光刻胶中,再采用紫外光固化光刻胶,分离后实现模板图形向基板的转移。压印力大小取决于腔室内外的气体压强差,通过调节腔室内部气压大小改变施加在模板上的实际压力,内部气压大小通过连通气压表观察。图形转移实验结果表明,所研制纳米压印样机系统能够实现图形的高保真转移,在基片上形成光刻胶材质的结果图形,500nm特征线宽图形转移实验结果清晰,在较大面积基片上的压印压力均匀性良好。     

气囊气缸式真空紫外纳米压印设备研制

本文介绍了紫外纳米压印技术原理,以及工艺中模板与基片的平行度对压印质量的影响.研制了气囊气缸式真空紫外纳米压印设备,其通过气囊气缸使模板与基片平行,从而可在大面积基片上确保压力均匀.研制了相应的光学系统,着重讨论了如何实现紫外纳米压印以及光学系统的设计和调整.制备了石英玻璃模板,实现了在商用紫外固化聚合物OG154上的紫外纳米压印,转移复制了具有100nm特征的5cm×5cm面积的纳米结构图形.     

用超高真空扫描隧道显微镜UHV-STM研究多晶铌和单晶铌的表面结构

作者使用超高真空扫描隧道显微镜UHV-STM和表面成分分析仪器俄歇谱仪(Auger El e ctron Spectroscopy (AES))研究了多晶铌和Nb(001).实验中采用净化样品的主要方法是离子轰击和高温加热.经过重结晶后,在多晶铌和Nb(001)表面形成了特征性的表面超结构 .在多晶铌表面,作者观测到了(110)和(100)面,在(100)面上形成的是(n×1)超结构,而在(110)面上形成的是0.28nm×0.40 nm的周期性超结构.在Nb(001)表面作者观测到 C(2×2) 的典型结构.AES实验表明,不纯物"氧"仍然以氧化物的形式存在于单晶和多晶铌样品中.基于这些实验结果,结合铌的微观晶格结构,作者给出了所观测到的超结构的合理的解释,并对有些结构提出了原子排列模型.     

真空热处理条件下纳米洋葱状富勒烯的结构

纳米洋葱状富勒烯（NanoOnion-like Fullerenes,NOLFs）作为富勒烯家族的一个新成员自1992年被发现以来由于其独特的中空笼状结构和潜在的应用前景引起研究者广泛的关注。目前，制备NOLFs的主要方法有电弧放电法、等离子体法，化学气相沉积法和真空热处理法。本文以金属Ni为催化剂，石墨粉为碳源探讨了真空热处理条件下温度对NOLFs结构形态的影响。     

超高真空化学气相生长用于应变硅的高质量SiGe缓冲层

采用UHV/CVD技术,以多层SiGe/Si结构作为缓冲层来生长应变弛豫SiGe虚衬底,并在此基础上生长出了具有张应力的Si层.利用高分辨X射线、二次离子质谱仪和原子力显微镜分别对薄膜的晶体质量、厚度以及平整度进行了分析.结果表明,通过这种方法制备的SiGe虚衬底,不仅可以有效提高外延层中Ge含量,以达到器件设计需要,而且保证很好的晶体质量和平整的表面.Schimmel液腐蚀后观察到的位错密度只有1×106cm-2.     

超高真空化学气相生长用于应变硅的高质量SiGe缓冲层

采用UHV/CVD技术,以多层SiGe/Si结构作为缓冲层来生长应变弛豫SiGe虚衬底,并在此基础上生长出了具有张应力的Si层.利用高分辨X射线、二次离子质谱仪和原子力显微镜分别对薄膜的晶体质量、厚度以及平整度进行了分析.结果表明,通过这种方法制备的SiGe虚衬底,不仅可以有效提高外延层中Ge含量,以达到器件设计需要,而且保证很好的晶体质量和平整的表面.Schimmel液腐蚀后观察到的位错密度只有1×106cm-2.     

扫描电镜自动样品台控制系统

本文主要从自动样品台控制系统的功能分析、设计朱理以及运作过程的角度阐述其开发设计的基本思想与所采用方案,并通过对其性能、结构特点等的介绍表明系统具有相对独立性和扩展性,可对不同的电镜样品台进行改造,具有广泛的应用前景。     

电子背散射衍射系统的研制和改进

电子背散射衍射装置是获取材料的亚微米的范畴晶体学信息扫描电镜附件 ,此装置可在观察材料的形貌及分析成分的同时研究材料的取向关系。本文介绍了两种不同档次的电子背散射衍射接收系统 ,该系统的CCD以快速方式接收的灵敏度为 5mlux,积累方式接收的灵敏度为 1 0 μlux ,分辨率为 51 2dpi,像元数分别为 51 2× 51 2× 8bit、51 2× 51 2× 1 6bit,扫描卡最高的分辨率为 4 0 96× 4 0 96,并成功地安装在北京有色金属研究总院JSM 84 0扫描电镜上。此系统设计合理、结构简单、操作方便安全。同时编写了识别和标定电子背散射衍射花样的软件     

用扫描电镜／波谱仪测量发光器件

设计了一套测试装置，扩展了扫描电镜／波谱仪的功能，既能作试样的形貌和成份分析，又能对发光器件进行发光颜色和发光强度的测量。     

用扫描电镜研究CNx/TiN涂层的摩擦磨损

利用一台直流磁控溅射和多弧沉积设备在高速钢(HSS)衬底上沉积CNx／TiN多层复合膜，涂层的硬度超过50GPa。销-盘式摩擦试验研究了涂层的滑动摩擦性能，利用扫描电镜观察并分析了薄膜的磨损模式。结果显示涂层结构致密，附着牢固。涂层的主要磨损形式为粘着磨损、疲劳磨损和磨粒磨损。     

UV/UHV/CVD生长应变Si1-xGex层

应用紫外光化学气相淀积技术在450和480℃超高真空的背景下在Si衬底上分别生长出应变Si1-xGx和Si材料.在此低温下,有效地控制了衬底中的杂质外扩以及界面的不清晰.X射线分析结果表明Si1-xGex材料结晶状况良好,二次离子质谱分析结果表明多层Si1-xGex/Si材料界面陡峭,说明该技术能够生长出高质量的应变Si1-x-Gex/Si材料.     

Growth of Strained Si1－xGex Layer by UV/UHV/CVD

Strained Si1－xGex and Si materials are successfully grown on Si substrate by ultraviolet light chemical vapor deposition under ultrahigh vacuum at a low substrate temperature of 450℃ and 480℃，respectively.At such low temperature,autodoping effects from the substrate and interdiffusion effects at each interface could be suppressed efficiently.The strained Si1－xGex and multilayer Si1－xGex /Si structures are examined by X-ray diffraction,SMIS,etc.,and it is found that the materials have good crystallinity and the rising and falling edges are steep.The technique has a capability of growing highquality Si1－xGex /Si strained layers.     

扫描电镜在印制板生产工艺中的分析与应用

综述了扫描电镜在印制板行业中的应用前景,介绍了扫描电镜在高精度和高密度PCB板中的层压工艺、基板材料、表面涂覆及其它一些方面的应用。     

高山被孢霉的扫描电镜观察

本文对三株高山被孢霉(Mortierella alpina)菌株200012201、88335和87649进行了研究。PDA(potato dextrose agar,马铃薯葡萄糖琼脂培养基)平板观察,200012201菌株的菌落呈波浪状或高山状,菌丝为白色;扫描电镜观察,菌丝发达,分支繁密,很少发现孢囊孢子,但观察到少量的高山被孢霉接合孢子。而88335和87649菌株的PDA平板的菌落平铺于表面,菌丝白色,呈绒毛状;扫描电镜观察,与200012201菌的菌丝相比,菌丝较细,同样分支繁密,容易观察到大量由菌丝梗分化产生的成串的分生孢子。     

钙矾石膨胀机理的SEM研究

本文利用扫描电镜观察了在具有不同矿物组成的系统中生成的钙矾石的形成与膨胀机理。发现能够产生膨胀的钙矾石是由局部化学反应所生成；它们在未水化的铝酸盐矿物表面原地结晶，呈放射状生长。通过溶解，沉淀生成的钙矾石不能凝结，没有膨胀性。     

不镀膜页岩样品的氩离子抛光/扫描电镜分析方法研究

在对氩离子抛光页岩样品的扫描电镜分析过程中,对比了镀膜与不镀膜方式的优缺点。结果显示：镀膜能够显著减轻荷电现象,而不镀膜方式能更好地获得页岩内部,特别是微孔隙结构的真实信息。在对分析条件,包括加速电压、检测器的选择及扫描速度等进行优化后,不镀膜方式也能获得荷电较少,细节清晰的抛光页岩扫描电镜图片。此外,不镀膜方式在页岩的电镜分析中具有更广的应用前景,如聚焦离子束（ focus ion beam, FIB）－扫描电镜能够分析获取页岩的三维孔隙结构。