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在纳米尺度上处理材料,生产微电子原型或分析生物样品:精细聚焦离子束的应用范围是巨大的。来自欧盟合作FIT4NANO的专家现在已经审查了许多选择并制定了未来的路线图。

这篇发表在《应用物理评论》上的文章的目标读者是学生、工业界和科学界的用户以及研究政策制定者。

“我们意识到聚焦离子束可以以许多不同的方式使用,我们认为在项目开始时我们有一个很好的概述。但后来我们发现,它的应用比我们想象的要多得多。在许多出版物中,聚焦离子束的使用甚至没有明确提到,而是隐藏在方法部分,”协调了综合报告的费迪南-布劳恩研究所和柏林亥姆霍兹中心(HZB)的物理学家Katja博士H?flich说。

“这是侦探工作。特别是,我们发现了20世纪60年代和70年代的作品,这些作品超前于时代,却被不公正地遗忘了。即使在今天,它们仍然提供了重要的见解。”

本报告概述了聚焦离子束(FIB)技术的现状、其应用实例、最重要的设备发展和未来展望。

赫姆霍兹-德累斯顿-罗森多夫中心(HZDR)离子束物理与材料研究所组长格雷格·赫拉瓦切克博士说:“我们希望提供一份对学术研究和工业研发部门有用的参考工作,同时也能帮助研究管理部门在这一领域找到自己的道路。”Hlawacek领导了FIT4NANO项目,这是欧盟关于FIB技术的一个项目,该报告的作者也参与了该项目。

FIB仪器通常使用2到30千电子伏特(keV)的聚焦离子束。这种离子束的直径很小,在纳米和亚纳米范围内,可以扫描样品并以纳米精度改变其表面。FIB仪器是一种通用的工具,用于分析,无掩模局部材料修改和微电子元件的快速原型制作。第一批FIB仪器用于半导体工业,用聚焦的镓离子校正光掩模。今天,FIB仪器可用于许多不同类型的离子。

一个重要的应用是制备样品的高分辨率,纳米精度成像的电子显微镜。FIB方法也用于生命科学,例如,利用基于FIB的断层扫描对微生物和病毒进行分析和成像,从而深入了解微观结构及其功能。

FIB仪器不断向其他能量、更重的离子和新功能发展,例如在空间上分辨出完美晶体中的单原子缺陷。这种材料和部件的FIB处理在量子和信息技术中具有巨大的潜力。从基础研究到成品设备,从物理、材料科学和化学到生命科学甚至考古学,其应用范围绝对是独一无二的。

“我们希望这一路线图将激发科学和技术突破,并成为未来发展的孵化器,”Gregor Hlawacek说。

更多信息:Katja H?flich等人,聚焦离子束技术路线图,应用物理评论(2023)。DOI: 10.1063/5.0162597

由德国亥姆霍兹研究中心协会提供

引文:聚焦离子束技术:广泛应用的单一工具(2024,1月11日)检索自2024年1月11日httpsokphys.org/news/2024-01-focused-ion-technology-tool-wide.html

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