Scanning heliumjonmikroskop

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 18 september 2015; kontroller kräver 55 redigeringar .

Skannande heliumjonmikroskop (SHIM, heliumjonmikroskop, heliumjonmikroskop, heliummikroskop, HeIM) är ett skanningsmikroskop, som i princip liknar ett svepelektronmikroskop , men som använder en heliumjonstråle istället för elektroner .

Introduktion

För närvarande (början av 2016) har svepelektronmikroskopi faktiskt uttömt möjligheterna för dess vidareutveckling, eftersom den under loppet av en 50-årig process av kontinuerlig förbättring av metoder och tekniker har kommit nära den grundläggande begränsningen av begränsningen. upplösning , som består i omöjligheten att ytterligare minska diametern på den fokuserade punktelektronstrålen på grund av effekten av diffraktion [1] .

Enligt teorin om optiska system , utvecklad av Ernst Abbe , ges den minsta diametern för en elektromagnetisk vågstråle av :

(ett)

, där λ är längden på den elektromagnetiska vågen i vakuum , n är mediets brytningsindex . 

I detta fall bestäms De Broglie-våglängden för en laddad partikel enligt följande:

(2) ,

där h är Plancks konstant , m q är massan av en laddad partikel, V är hastigheten för en laddad partikel.,

Som ni vet, när en laddad partikel rör sig i ett enhetligt elektriskt fält omvandlas dess energi, definierad som W \u003d q U (där q är partikelladdningen och U är det elektriska fältets accelererande spänning ) till dess kinetiska energi W k \u003d m q V 2 /2.

Som ett resultat kommer våglängden för en laddad partikel som rör sig i ett enhetligt elektriskt fält att bestämmas som

(3)

Det följer av uttryck (3) att elektronvåglängden för en accelererande spänning på 30 kV är cirka 0,01 nm, och den minsta diametern för dess stråle i vakuum , begränsad av diffraktion , är 0,05 nm. Denna begränsning [2] föreslogs övervinnas genom att ersätta elektronen med en heliumjon [3] , som är ungefär 7300 gånger tyngre än elektroner, och således, för alla värden på accelererande spänningar, enligt (3), har en mycket kortare våglängd och därmed en mindre fokuseringsdiameter .  

Enligt teorin om gaussiska strålar uttrycks konvergensvinkeln för gaussstrålen Ə som  

(fyra),

där w 0 är den minsta halva bredden av den Gaussiska strålen , λ är strålningsvåglängden. Sålunda kommer skärpedjupet, som är omvänt proportionellt mot konvergensvinkeln, att vara ju större ju kortare våglängden är. Om man jämför SEM och SGIM kommer skärpedjupet för den senare att vara två storleksordningar större.

Med hjälp av SHIM är det alltså möjligt att få fram data som inte kan erhållas med hjälp av mikroskop som använder fotoner eller elektroner som strålningskälla.  

Samtidigt, som i andra system med fokuserade jonstrålar , låter SHIM dig kombinera modifiering av prover med deras lokala analys med subnanometerupplösning [4] .  

När heliumjonstrålen interagerar med provet exciteras en mycket mindre volym av provet och ger därför skarpa bilder med ett stort skärpedjup avbildat utrymme för ett brett spektrum av material.  

Jämfört med SEM är andelen sekundärt elektronutbyte ganska hög, vilket gör att SHIM kan arbeta med ultralåga strålströmmar (upp till 1 femtoampere).

De främsta fördelarna med SHIM jämfört med SEM [5]
  • Hög rumslig upplösning upp till 0,25 nm (på grund av egenskaperna hos heliumjoner och ett litet område av joninteraktion med prover )
  • Liten effekt av diffraktionseffekter på bildkvaliteten på grund av den stora mängden joner jämfört med elektroner .  
  • Högre känslighet för provets yttopografi (på grund av lokaliseringen av sekundär elektrongenerering i skikten nära ytan (3-5 nm) av provet)
  • Bättre bilder i sekundära joner med jämförbar påverkan av en stråle av laddade partiklar på provet (det genomsnittliga antalet sekundära elektroner som genereras av en jon är högre än det som genereras av en elektron)
  • Bildens skärpedjup i SHIM är 5-10 gånger större än i SEM.
  • Studiet av dielektriska material är mycket lättare på grund av lägre strålströmmar och frånvaron av komplexa laddningskompensationssystem.

Jonkälla

Till skillnad från de flesta fokuserade jonstråleinstrument som använder flytande metalljonkällor, använder SGIM en gasfältjonkälla . [3] [6]

Ett antal krav ställs på källan till heliumjoner SGIM :

  • SGMM-jonkällan måste vara tillräckligt ljus för att ge ett optimalt signal-brusförhållande för detektorn .
  • Jonkällan måste vara kompakt så att den kan placeras inuti SGMM-kolonnen och minimera vibrationer.
  • GMIM-jonkällan måste vara stabil för att säkerställa minimal fluktuation av jonflödet under flera timmars drift.
  • SGIM-jonkällan måste fungera inom ett brett energiområde , minst 10 eV - 30 keV

En volframspets används som en källa , till vilken en hög spänning appliceras . Valet av volfram som emittermaterial beror på det faktum att det har de nödvändiga mekaniska egenskaperna som gör det möjligt att utesluta dess deformation under inverkan av starka elektrostatiska fält och lågtemperaturdriftslägen. Som ett resultat av en speciell termisk fältcykel bildas en trihedrisk pyramid på den vässade änden av volframtråden, ovanpå vilken det finns en enda volframatom . Gasformigt helium joniseras i ett starkt elektriskt fält nära spetsen, principerna för autojonisering beskrivs i Müllers verk [7] . Fältjonmikroskopläget gör att källan kan observeras med atomupplösning, som används för att bilda och rikta in källan. För att stabilisera källan och öka effektiviteten av autojonisering kyls spetsen med flytande kväve .

Värdet på den genererade jonströmmen varierar kvasilinjärt med ökande heliumtryck i tryckområdet upp till 100:1, med en maximal emissionsström på upp till 100 pA. Temperaturregimen väljs baserat på de optimala parametrarna för den genererade jonströmmen. Så, om temperaturen är för låg, kommer absorptionshastigheten för heliumjoner att vara för långsam. Å andra sidan, vid temperaturer som är för höga, kommer polariserade heliumatomer att ha för mycket kinetisk energi och inte stanna vid källspetsen tillräckligt länge för att effektivt joniseras . Stabiliteten för jonstråleströmmen i SHIM tillhandahålls vanligtvis på nivån 2-3 %/timme. 

Optiskt system

Ett elektrostatiskt optiskt schema används för att fokusera och avleda jonstrålen , liknande system med en fokuserad jonstråle .

Jonströmmens beroende av den applicerade spänningen är icke-linjär; när spänningen ökar ökar emissionsströmmen , når sitt maximala värde, varefter den börjar minska. Med en ytterligare ökning av spänningen börjar dess energi att räcka för att lossa katodens atomer , vilket gör dess ände trubbig och dess egenskaper försämras. Spänningen vid vilken emissionsströmmen når sitt maximala värde kallas för bästa bildspänning (BIV), och för heliumjoner inträffar detta när det elektriska fältet i området kring katodspetsen är cirka 4,5 V/Å. Detta värde påverkas av formen på katodens spets (ju skarpare ände av katoden, desto mindre spänning måste läggas på för att uppnå NNI).

Bilden visar de huvudsakliga optiska komponenterna i SHIM (exemplet med Carl Zeiss ORION- modellen ). Alla linser , skannrar och deflektorer är elektrostatiska eftersom banan för laddade partiklar, och i synnerhet joner , beror mycket lite på magnetfält . Jonerna som genereras av källan når den nödvändiga accelerationsenergin och passerar genom membranet , som bildar en jonstråle , som skär bort joner utanför axeln. Därefter passerar jonstrålen genom en grupp elektrostatiska linser som utför dess kollimering och justering. Den justerbara bländaren gör det möjligt att välja det optimala förhållandet mellan bildupplösning och skärpedjup å ena sidan och strålströmmen å andra sidan (genom att ändra diametern på jonstrålens tvärsnitt ). Därefter passerar jonstrålen genom ett system av avböjningsspolar, som implementerar strålavsökningsalgoritmen (avböjer den i en given riktning beroende på den applicerade styrspänningen ). Sedan fokuseras jonstrålen på provet med hjälp av en elektromagnetisk lins (Final lins). 

Interaktion mellan joner och materia

Joner, som elektroner i SEM , kan tränga in i den inre volymen av fasta och flytande prover. Eftersom det är omöjligt att spåra banorna för varje jon separat, är beskrivningen av deras interaktion med materia av statistisk natur (genomsnittliga parametrar beaktas). För att beskriva det genomsnittliga maximala penetrationsdjupet för joner i ett prov, används Kanaya och Okayama approximation [8] , som tar hänsyn till provets densitet och energin hos jonstrålen .

Som ett resultat av interaktionen mellan accelererade joner och materia överförs de infallande jonernas kinetiska energi till materialets elektroner och atomer . I det här fallet flyger en del av ämnets elektroner ut i vakuumet (sekundära elektroner) Vissa av heliumjonerna reflekteras tillbaka från ämnets atomer (återspridda joner). Dessutom kan vissa av materialets atomer slås ut av de infallande jonerna , vilket resulterar i att materialet sputters.

De infallande jonernas rörelsemängd är för liten för effektiv excitation av djupa nivåer av atomer , så ingen excitation av röntgenstrålar observeras i SHIM.

Genereringen av sekundära elektroner i SHIM liknar denna process i SEM , men signalen från sekundära elektroner när de exciteras av joner i SHIM under samma förhållanden och för samma prov kommer nästan alltid att vara kraftfullare än när de exciteras av elektroner i SEM , eftersom materialets stoppkraft för joner är mycket högre än för elektroner . Som ett resultat sker genereringen av sekundära elektroner i SHIM i de ytnära skikten av provet, och de har en högre sannolikhet att lämna provet, i motsats till SEM , där genereringen av sekundära joner är fördelad i provet volym. För den matematiska beskrivningen av processen för generering av sekundära elektroner används den numeriska Monte Carlo- metoden [9] [10] .

Bildandet av backspridda joner efter deras kollision med provet sker i en viss rymdvinkel . Storleken och formen på lokaliseringsregionen för tillbakaspridda joner är viktiga eftersom de påverkar kvaliteten på den inspelade signalen för både backspridda joner och sekundära elektroner . Den ökade solida vinkeln för jonspridning på atomerna i materialet som studeras (jämfört med elektroner ) gör det möjligt att öka kontrasten i atomnummer , både i registreringssättet för sekundära elektroner och i registreringen av backspridda joner . Om området för lokalisering av sekundära joner är litet i volym, bidrar deras höga koncentration till hög rumslig upplösning i sekundära joner . Å andra sidan kommer en hög koncentration av sekundära joner i området där jonstrålen träffar provet att försämra kontrasten och upplösningen av signalen i sekundära elektroner på grund av deras rekombination med joner. Detekteringen av tillbakaspridda joner gör det också möjligt att studera egenskaperna hos provets   kristallgitter .

Det optimala driftläget väljs baserat på egenskaperna hos provet som studeras genom att välja typen av joner (för detta, förutom heliumjoner , används neon- och galliumjoner i SGIM Carl Zeiss Orion ), accelererande spänning , fokusering och skanningsläge. 

För tunna prover låter SHIM dig arbeta i transmissionsskanningsläge, liknande ett transmissionsscanningselektronmikroskop [11] [12] [12] [13] . För dessa ändamål införs en speciell adapter i SHIM-kretsen [14]

Detektorer

SGIM är utrustad med två detektorer:

  • Everhart-Thornley-detektor för detektering av sekundära elektroner [15]
  • mikrokanalplatta för registrering av tillbakaspridda joner [16] .

Avgiftskompensation

En defokuserad elektronstråle används för att kompensera för den positiva elektriska laddningen som byggs upp på ytan av dielektriska material .

Applikation

De huvudsakliga tillämpningsområdena för SHIM är:

1. Mikroskopi av ett prov

1.1. Mikroskopi av dielektriska material och biologiska prover 

Genom användningen av en defokuserad elektronstråle för att kompensera för provets laddning , gör SHIM det möjligt att erhålla bilder av dielektriska material, och i synnerhet obelagda biologiska prover, med hög upplösning. Således, med hjälp av SHIM, avslöjades nya nanoskala strukturer i vingarna av fjärilar från familjen Papilio ulysses , som inte kunde visualiseras med SEM [17] . SHIM används också framgångsrikt för visualisering av intracellulära strukturer. [18] [19] [20] I synnerhet används det för att studera strukturen av porer i epitelceller hos humant adenokarcinom Caco2. [21] På grund av den höga rumsliga upplösningen gjorde SHIM det möjligt att studera proteinstrukturerna i bovin lever [22] (under studierna fann man att den har en strukturerad rumslig orientering med ett rutsteg på 8,8 nm × 6,7 nm) och råttnjurar [ 23] . Användningen av SHIM låter dig också analysera den tredimensionella fördelningen av mineraliska och organiska faser ( protein, amelogenin , emalj ) i en mustand . [24] Dessutom kommer SGIM att tillämpas framgångsrikt på forskning om biopolymerer . [25]

1.2. Subsurface imaging

Analysen av tillbakaspridda heliumjoner i SGIM möjliggjorde utvecklingen av en beröringsfri metod för att utvärdera elektroniska sammankopplingar [26] .

1.3. Jonoluminescens

( luminescens , exciterad genom att bombardera provet med joner)

Med hjälp av SGIM-jonoluminescens genomförs ett antal studier av egenskaperna hos bandgapet hos halvledarmaterial [27] , tunna GaN- filmer på safir, [28] ceriumdopade kvantprickar i granat och dopade med LaPO 4 nanokristaller ut . [29]

1.4 Visualisering av grafenstrukturer

SGIM används i stor utsträckning för att studera egenskaperna hos grafen i olika former (både i ett fritt suspenderat tillstånd och beläget på ett kiseldioxidsubstrat ) [30] [31] [32] , såväl som dess porers permeabilitet för olika atomer [ 33] [34] , egenskaper hos dess bandgapbredd [35] och egenskaper hos dess bildningsprocesser för nanoelektroniska enheter [36] [37]

2. Mönsterändring

Modifiering av provet i SHIM utförs genom deponering och etsning av material, liknande metoden för fokuserad jonstråle i SEM . Dessa metoder använder dock olika joner för att modifiera provet. Så i SGIM används joner av helium , neon och gallium som joner för att bombardera provet , och i SEM - gallium , guld och iridium ).

2.1. Jonstrålelitografi

Traditionellt bildas reliefen av fotoresister genom metoder för fokuserad jonstråle och elektronstrålelitografi . Fördelarna med jonstrålelitografi  jämfört med elektronstrålelitografi  är att fotoresistorer är känsligare för jonstrålar än elektronstrålar och det finns ingen "närhetseffekt", vilket begränsar den minsta möjliga storleken på det modifierade området i elektronstrålelitografi. . [38] [39] Och fördelen med SHIM framför fokuserad jonstråleteknik är möjligheten att fokusera strålen till ett mindre område och möjligheten att arbeta med lättare joner. Således gör användningen av SGIM som en jonstrålelitografi det möjligt att uppnå nya tekniska standarder (mindre än 10 nm). [40] [41] [42] [43]  

2.2 Bildning av strukturer i nanoskala

Den höga upplösningen av SHIM och möjligheten att välja joner som används gör det möjligt att forma ett brett utbud av nanoskala strukturer med dess hjälp. [44] [45] I synnerhet används SGIM för att bilda platinastrukturer i nanostorlek genom nedbrytning och deponering av gasformiga organoplatinaföreningar med en jonstråle, [44] [46] tredimensionella strukturer på ett kiselsubstrat [47] , deponering av metaller från gasfasen. [48] ​​Förutom heliumjoner används neon- och galliumjoner , såväl som deras kombinationer, i SGIM för att bilda strukturer i nanoskala . [49] [50] SGIM används också i stor utsträckning för bildandet av lovande nanoplasmoniska kristaller [51] [52] [53] [54] [55]  och  mikro- och nanoelektromekaniska system. [56]

Hjälp

Det skanande heliumjonmikroskopet utvecklades av ALIS, nu en del av Carl Zeiss . Den första kommersiellt tillgängliga SGIM dök upp 2007. SGIM produktionsanläggningen ligger i Peabody (USA).

Hittills har mer än 20 enheter installerats i världen, främst i forskningscentra ( US National Institute of Standards and Technology , Harvard University , University of Twente , National University of Singapore , Bielefeld University ). I Ryssland är den enda SGIM installerad vid Interdisciplinary Resource Center i riktning mot "Nanotechnology" [57] vid St. Petersburg State University .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ David C. Joy. Heliumjonmikroskopi - Springer . Arkiverad 6 juni 2018 på Wayback Machine
  2. ↑ A.V. Crewe, J. Wall, L.M. Welter. A High-Resolution Scanning Transmission Electron Microscope  // Journal of Applied Physics. — 1968-12-01. - T. 39 , nej. 13 . — S. 5861–5868 . — ISSN 1089-7550 0021-8979, 1089-7550 . - doi : 10.1063/1.1656079 . Arkiverad från originalet den 3 mars 2016.
  3. ↑ 1 2 Erwin W. Müller, John A. Panitz, S. Brooks McLane. Atom-proben fältjonmikroskop  // Granskning av vetenskapliga instrument. - 1968-01-01. - T. 39 , nej. 1 . — s. 83–86 . - ISSN 1089-7623 0034-6748, 1089-7623 . - doi : 10.1063/1.1683116 . Arkiverad från originalet den 25 februari 2016.
  4. ↑ Iberi, Vighter; Vlassiouk, Ivan; Zhang, X.-G.; Matola, Brad; Linn, Allison; Joy, David C.; Rondinone, Adam J. (2015). Scientific Reports 5: 11952. doi:10.1038/srep11952. PMC 4493665. PMID 26150202 . Masklös litografi och in situ visualisering av grafens konduktivitet med hjälp av heliumjonmikroskopi  //  Europe PMC Scientific Reports 5: 11952. doi:10.1038/srep11952. PMC 4493665. PMID 26150202 . :Rapportera. - 2015. - Juli. - doi : 10.1038/srep11952 .
  5. ↑ C. Rodenburg, MAE Jepson, Stuart A. Boden, Darren M. Bagnall. Heliumjonmikroskopi och energiselektiv svepelektronmikroskopi – två avancerade mikroskopitekniker med kompletterande tillämpningar  //  Journal of Physics: Conference Series. — 2014-01-01. — Vol. 522 , utg. 1 . — S. 012049 . — ISSN 1742-6596 . - doi : 10.1088/1742-6596/522/1/012049 .
  6. ↑ J. Orloff, L. W. Swanson. En asymmetrisk elektrostatisk lins för fältemissionsmikrosondapplikationer  // Journal of Applied Physics. - 1979-04-01. - T. 50 , nej. 4 . — S. 2494–2501 . — ISSN 1089-7550 0021-8979, 1089-7550 . - doi : 10.1063/1.326260 . Arkiverad från originalet den 29 februari 2016.
  7. ↑ E.W. Muller, T.T. Tsong , Field Ion Microcopy Principles and Applications, Elsevier New York (1969)
  8. ↑ K. Kanaya, S. Okayama. Penetration och energiförlustteori för elektroner i fasta mål  (engelska)  // Journal of Physics D: Applied Physics. - 1972-01-01. — Vol. 5 , iss. 1 . — S. 43 . — ISSN 0022-3727 . - doi : 10.1088/0022-3727/5/1/308 .
  9. ↑ ZJ Ding, XD Tang, R. Shimizu. Monte Carlo studie av sekundär elektronemission  // Journal of Applied Physics. - 2001-01-01. - T. 89 , nej. 1 . — S. 718–726 . — ISSN 1089-7550 0021-8979, 1089-7550 . - doi : 10.1063/1.1331645 . Arkiverad från originalet den 25 februari 2016.
  10. ↑ R. Shimizu, Ding Ze-Jun. Monte Carlo-modellering av elektron-fasta interaktioner  //  Reports on Progress in Physics. — 1992-01-01. — Vol. 55 , iss. 4 . - S. 487 . — ISSN 0034-4885 . - doi : 10.1088/0034-4885/55/4/002 .
  11. ↑ Billy W. Ward. Scanning transmission jonmikroskop (22 januari 2008). Datum för åtkomst: 18 februari 2016. Arkiverad från originalet 2 april 2016.
  12. ↑ 1 2 Dc Joy, J Notte IV, R Hill, Sm McVey, R Ramachandra. Scanning Transmission Jon Microscopy and Diffraction Imaging  // Mikroskopi och mikroanalys. — 2010-07-01. - T. 16 , nej. Tillägg S2 . — S. 604–605 . — ISSN 1435-8115 . - doi : 10.1017/S1431927610053791 .
  13. ↑ Europa PMC. Scanning transmission jonmikroskopi eftersom den kompletterar partikelinducerad röntgenstrålning... - Sammanfattning - Europa PMC . europepmc.org. Tillträdesdatum: 18 februari 2016.
  14. ↑ David C. Joy. Jon–fasta interaktioner och bildbildning  //  Heliumjonmikroskopi. — Springer New York, 2013-01-01. — S. 17–37 . — ISBN 9781461486596 , 9781461486602 . - doi : 10.1007/978-1-4614-8660-2_4 . Arkiverad från originalet den 16 juni 2018.
  15. ↑ Yu V. Petrov, AV Vyvenko, AS Bondarenko. Skanna heliumjonmikroskop: Fördelning av sekundära elektroner och jonkanalisering  (engelska)  // Journal of Surface Investigation. Röntgen-, synkrotron- och neutrontekniker. — 2010-10-12. — Vol. 4 , iss. 5 . — S. 792–795 . - ISSN 1819-7094 1027-4510, 1819-7094 . - doi : 10.1134/S1027451010050186 . Arkiverad från originalet den 5 juni 2018.
  16. ↑ Sybren Sijbrandij, John Notte, Larry Scipioni, Chuong Huynh, Colin Sanford. Analys och metrologi med en fokuserad heliumjonstråle)  // Journal of Vacuum Science & Technology B. - 2010-01-01. - T. 28 , nej. 1 . — s. 73–77 . — ISSN 2166-2754 2166-2746, 2166-2754 . - doi : 10.1116/1.3271254 . Arkiverad från originalet den 25 februari 2016.
  17. ↑ Stuart A. Boden, Asa Asadollahbaik, Harvey N. Rutt, Darren M. Bagnall. Heliumjonmikroskopi av Lepidoptera-fjäll  (engelska)  // Scanning. — 2012-03-01. — Vol. 34 , iss. 2 . — S. 107–120 . — ISSN 1932-8745 . - doi : 10.1002/sca.20267 . Arkiverad från originalet den 14 april 2016.
  18. ↑ NMI :: Heliumjonmikroskopi (HIM) för avbildning av biologiska prover vid subnanometerupplösning . www.nmi.de. Tillträdesdatum: 18 februari 2016. Arkiverad från originalet 8 mars 2016.
  19. ↑ Matthew S. Joens, Chuong Huynh, James M. Kasuboski, David Ferranti, Yury J. Sigal. Heliumjonmikroskopi (HIM) för avbildning av biologiska prover vid subnanometerupplösning  //  Vetenskapliga rapporter. — 2013-12-17. — Vol. 3 . - doi : 10.1038/srep03514 . Arkiverad från originalet den 17 februari 2016.
  20. ↑ Heliumjonmikroskopi av mikrostrukturer och biologiska prover . researchgate. Hämtad 18 februari 2016. Arkiverad från originalet 25 februari 2016.
  21. ↑ D. Bazou, G. Behan, C. Reid, Jj Boland, Hz Zhang. Avbildning av mänskliga koloncancerceller med hjälp av He-Ion scanning mikroskopi  (engelska)  // Journal of Microscopy. — 2011-06-01. — Vol. 242 , utg. 3 . — S. 290–294 . — ISSN 1365-2818 . - doi : 10.1111/j.1365-2818.2010.03467.x . Arkiverad från originalet den 28 december 2014.
  22. ↑ A. Lysse, Carl Zeiss mikroskopi. .
  23. ↑ William L. Rice, Alfred N. Van Hoek, Teodor G. Păunescu, Chuong Huynh, Bernhard Goetze. Högupplöst heliumjonskanningmikroskopi av råttnjuren  // PLoS ONE. — 2013-03-07. - T. 8 , nej. 3 . - S. e57051 . - doi : 10.1371/journal.pone.0057051 .
  24. ↑ Felicitas B. Bidlack, Chuong Huynh, Jeffrey Marshman, Bernhard Goetze. Heliumjonmikroskopi av emaljkristalliter och extracellulär tandemaljmatris  // Frontiers in Physiology. — 2014-10-10. - T. 5 . — ISSN 1664-042X . - doi : 10.3389/fphys.2014.00395 .
  25. ↑ Gerra L. Bosco. Avbildning i modern tid (30 augusti 2011). doi : 10.1016/j.trac.2011.07.009 . Hämtad 18 februari 2016. Arkiverad från originalet 23 februari 2016.
  26. ↑ Raoul van Gastel, Gregor Hlawacek, Harold JW Zandvliet, Bene Poelsema. Underyta analys av halvledarstrukturer med heliumjonmikroskopi  // Microelectronics Reliability. — 2012-09-01. - T. 52 , nej. 9–10 . — S. 2104–2109 . - doi : 10.1016/j.microrel.2012.06.130 .
  27. ↑ Vasilisa Veligura, Gregor Hlawacek, Uwe Jahn, Raoul van Gastel, Harold JW Zandvliet. Skapande och fysiska aspekter av luminescerande mönster med hjälp av heliumjonmikroskopi  // Journal of Applied Physics. — 2014-05-14. - T. 115 , nej. 18 . - S. 183502 . — ISSN 1089-7550 0021-8979, 1089-7550 . - doi : 10.1063/1.4875480 . Arkiverad från originalet den 25 februari 2016.
  28. ↑ http://iopscience.iop.org/article/10.1143/JJAP.37.L398/pdf . doi : 10.1143 / jjap.37.l398/pdf .
  29. ↑ Stuart A. Boden, Thomas M. M. Franklin, Larry Scipioni, Darren M. Bagnall, Harvey N. Rutt. Jonoluminescens i heliumjonmikroskopet  // Mikroskopi och mikroanalys. — 2012-12-01. - T. 18 , nej. 06 . - S. 1253-1262 . — ISSN 1435-8115 . - doi : 10.1017/S1431927612013463 .
  30. ↑ Ledningsjustering av grafen baserat på defektinducerad lokalisering. . www.pubfacts.com. Hämtad: 19 februari 2016.
  31. ↑ J. Grisolia, N. Decorde, M. Gauvin, N.M. Sangeetha, B. Viallet. Elektrontransport inom transparenta sammansättningar av tenndopade indiumoxidkolloidala nanokristaller  (engelska)  // Nanotechnology. — 2015-01-01. — Vol. 26 , iss. 33 . - P. 335702 . — ISSN 0957-4484 . - doi : 10.1088/0957-4484/26/33/335702 .
  32. ↑ Vighter Iberi, Ivan Vlassiouk, X.-G. Zhang, Brad Matola, Allison Linn. Masklös litografi och in situ visualisering av grafens konduktivitet med hjälp av heliumjonmikroskopi  //  vetenskapliga rapporter. — 2015-07-07. — Vol. 5 . - doi : 10.1038/srep11952 . Arkiverad från originalet den 29 februari 2016.
  33. ↑ J. Scott Bunch, Scott S. Verbridge, Jonathan S. Alden, Arend M. van der Zande, Jeevak M. Parpia. Ogenomträngliga atommembran från grafenark (EN) // Nanobokstäver. — 2008-07-17. - T. 8 , nej. 8 . — S. 2458–2462 . - doi : 10.1021/nl801457b . Arkiverad från originalet den 9 juli 2014.
  34. ↑ Hong Zhang, Yoshiyuki Miyamoto, Angel Rubio. \textit{Ab initio} Simulering av helium-jonmikroskopibilder: fallet med suspenderad grafen  // Physical Review Letters. — 2012-12-27. - T. 109 , nej. 26 . - S. 265505 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.109.265505 .
  35. ↑ Ahmad N. Abbas, Gang Liu, Bilu Liu, Luyao Zhang, He Liu. Mönster, karakterisering och kemisk avkänning av grafen nanorribbon-arrayer ner till 5 nm med heliumjonstrålelitografi (EN) // ACS Nano. — 2014-01-27. - T. 8 , nej. 2 . - S. 1538-1546 . doi : 10.1021 / nn405759v . Arkiverad från originalet den 18 maj 2017.
  36. ↑ Max C. Lemme, David C. Bell, James R. Williams, Lewis A. Stern, Britton W.H. Baugher. Etsning av grafenenheter med en heliumjonstråle (EN) // ACS Nano. — 2009-09-22. - T. 3 , nej. 9 . — S. 2674–2676 . doi : 10.1021 / nn900744z .
  37. ↑ SA Boden, Z. Moktadir, D. M. Bagnall, H. Mizuta, H. N. Rutt. Fokuserad heliumjonstrålefräsning och deponering  // Mikroelektronikteknik. — 2011-08-01. - T. 88 , nej. 8 . — S. 2452–2455 . - doi : 10.1016/j.mee.2010.11.041 .
  38. ↑ Liming Ren, Baoqin Chen. Närhetseffekt i elektronstrålelitografi  // 7th International Conference on Solid-State and Integrated Circuits Technology, 2004. Proceedings. — 2004-10-01. - T. 1 . — S. 579–582 vol.1 . - doi : 10.1109/ICSICT.2004.1435073 .
  39. ↑ Geraint Owen, Paul Rissman. Närhetseffektkorrigering för elektronstrålelitografi genom utjämning av bakgrundsdos  // Journal of Applied Physics. - 1983-06-01. - T. 54 , nej. 6 . — S. 3573–3581 . — ISSN 1089-7550 0021-8979, 1089-7550 . - doi : 10.1063/1.332426 . Arkiverad från originalet den 25 februari 2016.
  40. ↑ Diederik Maas, Emile van Veldhoven, Ping Chen, Vadim Sidorkin, Huub Salemink. Nanotillverkning med heliumjonmikroskop . — 2010-01-01. - T. 7638 . — S. 763814–763814-10 . - doi : 10.1117/12.862438 .
  41. ↑ D. Winston, B.M. Cord, B. Ming, D.C. Bell, W.F. DiNatale. Scanning-helium-ion-beam litografi med vätesilsesquioxan resist  // Journal of Vacuum Science & Technology B. - 2009-11-01. - T. 27 , nej. 6 . — S. 2702–2706 . — ISSN 2166-2754 2166-2746, 2166-2754 . - doi : 10.1116/1.3250204 . Arkiverad från originalet den 25 februari 2016.
  42. ↑ David C. Bell, Max C. Lemme, Lewis A. Stern, Charles M. Marcus. Precisionsmaterialmodifiering och mönstring med He ions  // Journal of Vacuum Science & Technology B. - 2009-11-01. - T. 27 , nej. 6 . — S. 2755–2758 . — ISSN 2166-2754 2166-2746, 2166-2754 . - doi : 10.1116/1.3237113 . Arkiverad från originalet den 25 februari 2016.
  43. ↑ Paul F.A. Alkemade, Emma M. Koster, Emile van Veldhoven, Diederik J. Maas. Avbildning och nanotillverkning med heliumjonmikroskopet vid Van Leeuwenhoek-laboratoriet i Delft   // Scanning . — 2012-03-01. — Vol. 34 , iss. 2 . — S. 90–100 . — ISSN 1932-8745 . - doi : 10.1002/sca.21009 . Arkiverad från originalet den 3 maj 2016.
  44. ↑ 1 2 Colin A. Sanford, Lewis Stern, Louise Barriss, Lou Farkas, Mark DiManna. Strålinducerad avsättning av platina med hjälp av ett heliumjonmikroskop  // Journal of Vacuum Science & Technology B. - 2009-11-01. - T. 27 , nej. 6 . — S. 2660–2667 . — ISSN 2166-2754 2166-2746, 2166-2754 . - doi : 10.1116/1.3237095 . Arkiverad från originalet den 1 mars 2016.
  45. ↑ Kenji Gamo, Nobuyuki Takakura, Norihiko Samoto, Ryuichi Shimizu, Susumu Namba. Jonstråleassisterad avsättning av organiska metallfilmer med fokuserade jonstrålar - IOPscience  . - 1984-05-01. - doi : 10.1143/jjap.23.l293/meta .
  46. ↑ HM Wu, LA Stern, JH Chen, M. Huth, CH Schwalb. Syntes av nanotrådar via helium och neonfokuserad jonstråleinducerad avsättning med gasfältets jonmikroskop   // Nanotechnology . — 2013-01-01. — Vol. 24 , iss. 17 . — S. 175302 . — ISSN 0957-4484 . - doi : 10.1088/0957-4484/24/17/175302 .
  47. ↑ L. Zhang, N.F. Heinig, S. Bazargan, M. Abd-Ellah, N. Moghimi. Direktskriv tredimensionell nanotillverkning av nanopyramider och nanokoner på Si genom nanotumefaktion med hjälp av ett heliumjonmikroskop   // Nanotechnology . — 2015-01-01. — Vol. 26 , iss. 25 . — S. 255303 . — ISSN 0957-4484 . - doi : 10.1088/0957-4484/26/25/255303 .
  48. ↑ DW Bassett. Användning av fältjonmikroskopi i studier av ångavsättning av metaller  // Surface Science. — 1970-10-01. - T. 23 , nej. 1 . — S. 240–258 . - doi : 10.1016/0039-6028(70)90016-6 .
  49. ↑ JH Franken, M. Hoeijmakers, R. Lavrijsen, JT Kohlhepp, HJM Swagten. Exakt kontroll av domänväggsinjektion och stiftning med helium- och galliumfokuserade jonstrålar  // Journal of Applied Physics. — 2011-04-01. - T. 109 , nej. 7 . - S. 07D504 . — ISSN 1089-7550 0021-8979, 1089-7550 . - doi : 10.1063/1.3549589 . Arkiverad från originalet den 25 februari 2016.
  50. ↑ FHM Rahman, Shawn McVey, Louis Farkas, John A. Notte, Shida Tan. Utsikterna för en subnanometerfokuserad neonjonstråle   // Scanning . — 2012-03-01. — Vol. 34 , iss. 2 . — S. 129–134 . — ISSN 1932-8745 . - doi : 10.1002/sca.20268 . Arkiverad från originalet den 3 maj 2016.
  51. ↑ M. Melli, A. Polyakov, D. Gargas, C. Huynh, L. Scipioni. Att nå den teoretiska resonanskvalitetsfaktorgränsen i koaxialplasmoniska nanoresonatorer tillverkade av heliumjonlitografi (EN) // Nanobokstäver. — 2013-05-01. - T. 13 , nej. 6 . — S. 2687–2691 . - doi : 10.1021/nl400844a .
  52. ↑ Heiko Kollmann, Xianji Piao, Martin Esmann, Simon F. Becker, Dongchao Hou. Mot plasmonik med nanometerprecision: Icke-linjär optik av helium-jonfrästa guldnanoantenner (EN) // Nanobokstäver. — 2014-07-25. - T. 14 , nej. 8 . — S. 4778–4784 . - doi : 10.1021/nl5019589 . Arkiverad från originalet den 23 maj 2017.
  53. ↑ Yudong Wang, Martina Abb, Stuart A. Boden, Javier Aizpurua, CH de Groot. Ultrasnabb icke-linjär kontroll av progressivt laddade, enkla plasmoniska nanoantenner tillverkade med heliumjonfräsning (EN) // Nanobokstäver. — 2013-10-17. - T. 13 , nej. 11 . — S. 5647–5653 . doi : 10.1021 / nl403316z . Arkiverad från originalet den 23 maj 2017.
  54. ↑ Olivier Scholder, Konstantins Jefimovs, Ivan Shorubalko, Christian Hafner, Urs Sennhauser. Heliumfokuserade jonstråletillverkade plasmoniska antenner med gap under 5 nm   // Nanoteknik . — 2013-01-01. — Vol. 24 , iss. 39 . - P. 395301 . — ISSN 0957-4484 . - doi : 10.1088/0957-4484/24/39/395301 .
  55. ↑ Boris Luk'yanchuk, Nikolay I. Zheludev, Stefan A. Maier, Naomi J. Halas, Peter Nordlander. Fano-resonansen i plasmoniska nanostrukturer och metamaterial  //  Naturmaterial. — 2010-09-01. — Vol. 9 , iss. 9 . — S. 707–715 . — ISSN 1476-1122 . - doi : 10.1038/nmat2810 . Arkiverad från originalet den 10 december 2015.
  56. ↑ M. Annamalai, S. Mathew, V. Viswanathan, C. Fang, D.S. Pickard. Design, tillverkning och heliumjonmikroskopmönster av suspenderade nanomekaniska grafenstrukturer för NEMS-tillämpningar  // Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems Conference (TRANSDUCERS), 2011 16th International. — 2011-06-01. — S. 2578–2581 . - doi : 10.1109/TRANSDUCERS.2011.5969824 .
  57. ↑ MRC i riktning mot nanoteknologi, St. Petersburg State University . nano.spbu.ru. Tillträdesdatum: 18 februari 2016. Arkiverad från originalet 6 april 2016.

Litteratur

  1. Tondare VN // J. Vac. sci. Technol.- 2005 - A23 - 1498
  2. Morgan J., Notte J., Hill R., Ward B. An Introduction to the Helium Ion Microscope // Microscopy Today - 2006. - Vol 14. - No. 4. - sid. 24-31.
  3. Ward, BW, Notte, JA, Economou, NP Heliumjonmikroskop: Ett nytt verktyg för mikroskopi och metrologi i nanoskala // J. Vac. sci. Technol. - 2006. - B24 (6). — sid. 2871-2875.
  4. Ramachandra R., Griffin B., Joy DC, // Ultramicroscopy - 2009. - 109. - sid. 748
  5. BellD. C. Kontrastmekanismer och bildbildning i heliumjonmikroskopi. // Mikroskopi och mikroanalys - 2009. - 15. - s 147–153

Länkar