Биология - Сфокусированный ионный пучок - Устройство

09 февраля 2011


Оглавление:
1. Сфокусированный ионный пучок
2. Принцип действия
3. Устройство



Схема и реальный СИП
Схема и реальный СИП

В отличие от электронного микроскопа, СИП "разрушает" образец. При ударе ионов галлия о поверхность образца, они "вырывают" атомы, из которых состоит образец. В ходе обработки поверхности атомы галлия также имплантируются в глубину образца на несколько нанометров. Поверхность образца после этого приходит к аморфному состоянию.

СИП может обрабатывать поверхность образца очень тонко — возможно удалить слой с поверхности на глубину равную атомному размеру, при этом совершенно не затрагивая следующий слой. Шероховатость поверхности образца после обработки ионным пучком составляет менее микрона

Особенности ионов

Основным фундаментальным отличием СИП от методов сфокусированного электронного пучка — это использование ионов вместо электронов, что существенно меняет процессы на поверхности исследуемого образца. Наиболее важными характеристиками по последствиям взаимодействия с образцом являются:

Ионы больше электронов

  • Поскольку ионы больше электронов, то они не могут так легко проникать в отдельный атом образца. Взаимодействие в основном включает внешнюю оболочку и приводит к ионизации и разрушению химических связей атомов на поверхности.
  • Глубина проникновения ионов гораздо меньше глубины проникновения электронов той же энергии.
  • Остановившийся ион в материале захватывается матрицей.

Ионы тяжелее электронов

  • Поскольку ионы тяжелее, то они могут приобратать больший импульс. Так, при одной энергии с электроном, импульс иона может превышать импульс электрона в 370 раз.
  • Ионы при той же энергии движутся медленнее электронов, однако это незначительно по сравнению со скоростью сканирования и на практике не имеет значения.
  • Магнитные линзы не так эффективы, как для электронов, поэтому используются электростатические.

Ионы имеют положительный заряд, а электроны — отрицательный

  • Это различие имеет незначительные последствия и влияет на полярность поля контролирующего и ускоряющего пучок ионов.

Таким образом, ионы имеют положительный заряд, тяжелы и медленны, в то время как электроны отрицательно заряжены, имеют малый размер и массу, и при этом обладают большей скоростью. Наиболее важным следствием указанных выше свойств является то, что ионный пучок будет удалять атомы с поверхности образца. При этом положения пучка, время пребывания и размер возможно хорошо контролировать. Поэтому его можно применять для контролируемого травления, вплоть до нанометрового масштаба.



Просмотров: 8915


<<< Темнопольная оптическая микроскопия