在FIB-SEM中使用Ga离子束创建的材料表面上的量化图案特征
Supriya Ghosh1, K Andre Mkhoyan1
1Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of Minnesota, 421 Washington Ave. S.E., Minneapolis, MN 55455, USA.
概括
聚焦离子束 (FIB) 参数精确地控制了和酸的表面修饰和纳米尺度模式分辨率. 总离子剂量是关键因素,使得可重复的图案可以降到10纳米.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
背景情况:
- 聚焦离子束 (FIB) 仪器对于纳米级材料改造至关重要.
- 了解离子束-材料相互作用对于精确的表面图案是必不可少的.
- 量化表面修改需要对工艺参数进行系统分析.
研究的目的:
- 引入和应用使用高离子束量化表面变化和图案分辨率的参数.
- 为了研究离子剂量对材料去除和无形化的影响.
- 确定实现纳米尺度图案的特定材料要求.
主要方法:
- 使用聚焦离子束 (FIB) 仪器进行表面图案.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 和扫描传输电子显微镜 (STEM) 进行成像.
- 应用能量分散式X射线光谱 (EDS) 用于组合分析.
- 系统地改变了离子剂量,点重叠,停留时间和光束通过.
主要成果:
- 总离子剂量被确定为控制线路特征的主要参数.
- 较高的离子剂量 (>10^15离子/厘米^2) 导致材料去除 (通道) 和无形化.
- 较低的离子剂量导致无形化,形成表面脊.
- Si和SrTiO3表现出强烈的物质依赖性,需要数量级不同的离子剂量来获得相似的图案.
结论:
- 对FIB参数的精确控制允许进行可复制的纳米尺度模式.
- 表面修饰机制 (蚀刻与无形化) 是剂量依赖的.
- 在不同材料表面上实现可重复的线条模板,细度为10nm.


