高精薄厚仪

电子类样品检测手段多种多样，其中扫描电子显微镜检测不仅观察样品表观形貌，通过制样设备可实现对内部指定点或区域的观察分析，就目前来说电镜观察手段及观察方法渐趋成熟，但制样手段及手法仍有许多值得探究，在这里简单介绍下简单易操作的制样方法。下图是经常遇到的几个电子类材料的类型，线路板PCB,LED,OLED等，从材料角度来说，基本为复合材料（金属/玻璃/硅/聚合物，填料）；大多为软硬结合材料；大多为分层结构；多为局部器件的平整面获取和分析。图1.电子材料部分类型举例一般根据样品形状大小，分析观察需要，可采用三种方式制备样品：样品较薄或待分析结构位于表面10微米左右，可用胶加以保护并采用徕卡精研一体机EM TXP配合其光学显微镜观察，切到目标位置附近，再做简单磨抛处理后，采用徕卡三离子束EM TIC 3X进行离子束的切磨处理；若样品较厚，且观察区域较大，可采用传统方法磨抛，并使高度和直径符合徕卡三离子束EM TIC 3X的旋转抛光要求即可，徕卡三离子束TIC 3X旋转抛光具有旋转和移动功能，可最大程度保证加工面积；若样品微小，则可将其用小型包埋板包埋，再用精研一体机EM TXP切割到目标位置附近后，再做离子束的切磨处理，在此不用担心楔形样品，厚度方向和高度方向的倾斜，采用多功能的样品台来调节即可。图2.微电子类材料处理的简单方法图3.徕卡三离子束EM TIC 3X多功能样品台图示对于样品较薄或待分析结构位于表面10微米左右，其处理方法及所需工具如下，胶水，胶带（或其他平整柔软垫子）载玻片，加热台过程如下：胶带贴于载玻片（若有耐高温软垫子，则不需要此步骤），将胶水混合滴在胶带上，样品有结构的一面扣在胶水上，轻轻按压，加热台加热后，抬起胶带，则胶水与样品固化在一起，此方法的优点在于不会过多使用胶，样品导电性不会因为过多的胶引起荷电效应过重或后续处理过于复杂。图4.较薄样品处理所用耗材及工具简图 对于较柔软样品，如柔性屏，由于其材质的不同，则处理起来与上述不同，其需要准备的耗材如下：剪刀或刀片（视材料的薄厚而定）取小块样品，用铝箔纸将其包覆起来，胶水封口，干燥后刀片切出断面，粘在小片硅片上或小样品托上，接着离子束加工即可。图5.柔性电子材料制样工具及耗材 由于电子类材料多为复合材料，且多为胶类物质填充其中，因此电镜观察除了要复合用背散射电子成像信息更丰富以外，导电性是一个干扰正常观察项，同时，微电子材料的诸如分层结构等多为纳米或亚微米级，因此对镀膜处理要求高，若镀膜颗粒大则分层不清楚甚至不分，较宽范围的金属层结构的晶向结构无法分析，徕卡高真空镀膜仪EM ACE600镀膜颗粒细腻，膜厚可控，非常适合离子束加工后的微电子类材料平整断面处理。图6.徕卡高真空镀膜仪 EM ACE600

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 斯坦福大学教授Eric Pop发表在Science Advances上的最新研究，利用二维材料分层堆叠的方式制造出了10个原子厚的隔热材料，可在未来用于小型化电子设备的隔热设计问题。他们的实验已经证明了，仅用几个原子厚的材料，就可以达到比其厚 100 倍的玻璃可提供的相同隔热效果。 /p p 　　对于这项研究的独特之处，Pop 说：“我们的研究团队正以一种全新的方式看待电子设备中的热量——将其看作声音。”电线中形成电流，是依靠电子在其中运动形成电子流。当这些电子运动时，就会与它们所经过材料中的原子相碰撞(比如电阻)，每发生一次碰撞，就会引起材料中的一个原子振动。电流越大，碰撞也就越频繁，最终可能就会发展为电子像撞钟一样不断敲击原子，而这种“刺耳”的震动远高于人们的听力阈值，所以对于其产生的能量，我们的感觉是热。 /p p 　　目前，如何更好地隔热是工程师们永恒的话题。如果参考录音室增加或增厚隔音玻璃，去增添隔热材料，那就会阻碍电子产品向着更轻薄的方向发展。所以斯坦福大学的研究人员借鉴了多层玻璃让室内更保暖的技巧(在不同厚度的玻璃之间填充一层空气)，设计出一种多层结构的材料薄膜。由于纳米材料的异质结构能够集成各个结构基元的性质，可实现对原子和电子结构的调制，从而获得新的功能。研究团队通过将原子薄厚的二维材料分层堆叠的方式，开发出一种拥有超高隔热性能的超薄异质结构。他们成功地将单层石墨烯、MoS2 和 WSe2 堆叠在一起。在这个“三明治”结构中，石墨烯是单层的，而另外 3 种片状材料均为 3 个原子厚。这样就制成了只有 10 个原子厚的 4 层绝热体。该结构可以很好地抑制原子的热振动，当原子通过每一层时，都会损失大部分能量。这样形成的薄膜材料的热阻是 SiO2 的 100 倍，并且在室温条件下导热效率优于空气。 /p p 　　对于智能手机、平板电脑等其他电子设备来说，它们是追求散热还是隔热的问题一直困扰着工程师。对于 SoC(System on Chip，系统级芯片)来说，单纯追求隔热，会导致机身内部温度过高，SoC 则需要降频 而如果只追求散热，就会导致机身“烫手”，影响用户的使用体验。而该新型隔热薄膜可能就是平衡上述问题的良方。 /p p 　　负责人 Pop 对外表示：“作为工程师，我们已经学习了很多关于如何控制电力的知识，我们对光的掌握也变得越来越好。但是我们才刚刚开始了解如何控制在原子尺度上表现为‘热’的高频声音。” /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 183px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/8e7e24ba-ec78-45de-8e07-afab71dec595.jpg" title=" 拉曼激光.jpg" alt=" 拉曼激光.jpg" width=" 600" height=" 183" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/34.html" target=" _self" 入射拉曼激光探测下，Gr/MoSe2/MoS2/WSe2 结构的截面示意图 B ~ E. 在SiO2衬底上混合 4 层(B)和 3 层(C 到 E)异质结构的横截面截图，由于碳原子的原子数相对较低，在每个异质结构顶部的单层石墨烯很难被识别出来(图自 Science Advances) /a /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 466px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/964404f2-023e-4a50-9433-9655e8b8cc04.jpg" title=" SThM 热图.jpg" alt=" SThM 热图.jpg" width=" 600" height=" 466" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 4 层结构的扫描热显微镜（SThM）热图，显示出通道内均匀的温度分布，证实了叠层中热层间耦合的均匀性（图自 Science Advances） /p

声人工结构超表面是一种可产生特殊物理效应的新颖声学结构，其独特之处在于能够对声波的相位、振幅进行完全控制，可个性化定制任意波场，在高/超分辨医学成像、精准操控给药和可穿戴器件等方面具有重要应用前景。 　　声学超表面结构通常是刚性而固定的，厚度在毫米以上，甚至与波长相当。同时，这些超表面的工作频率通常在较低的频率，高频高性能应用受限。尽管高精度三维打印技术的快速发展，使得加工更小的超表面构件成为可能。然而，更复杂的是，当超表面的工作媒介为水等液体介质时，将面临新挑战。例如，为了实现所需的波前工程，声学中的质量定律约束了水下超表面具有结构紧凑而尺寸庞大的特征，这限制了声学超表面的潜在应用场景。此外，不可避免的固液耦合引起的结构振动，可导致所设计的声学超表面器件失效，成为应用的突出瓶颈。 　　近日，中国科学院深圳先进技术研究院研究员郑海荣与华中科技大学教授祝雪丰等合作，研发了二氧化硅纳米颗粒修饰的细菌-纤维素柔性超表面元材料(图1)。这种材料在水中具有优异的稳定性、出色的机械加工性能、超薄厚度、超轻重量、细菌可修复能力和生物相容性。利用这种柔性超表面元材料，研究进一步基于剪纸工艺开发出功能性声学超表面，可加工~10 μm精度的复杂图案。得益于这种超表面材料的Cassie-Baxter效应产生的完美超声绝缘性，该研究设计制造出超薄(~20 μm)、超轻(图3. 剪裁加工的成像超透镜及其远场高分辨二维、三维超声脉冲-回波成像