等离子薄膜仪

薄膜沉积（Thin Film Deposition）是在基材上沉积一层纳米级的薄膜，再配合蚀刻和抛光等工艺的反复进行，就做出了很多堆叠起来的导电或绝缘层，而且每一层都具有设计好的线路图案。这样半导体元件和线路就被集成为具有复杂结构的芯片了。化学气相沉积(CVD)化学气相沉积(CVD)通过热分解和/或气体化合物的反应在衬底表面形成薄膜。CVD法可以制作的薄膜层材料包括碳化物、氮化物、硼化物、氧化物、硫化物、硒化物、碲化物，以及一些金属化合物、合金等。化学气相沉积是目前很重要的微观制造方法，因为它有如下的这些特点：1. 沉积物种类多: 可以沉积金属薄膜、非金属薄膜，也可以按要求制备多组分合金的薄膜，以及陶瓷或化合物层。2. CVD反应在常压或低真空进行，镀膜的绕射性好，对于形状复杂的表面或工件的深孔、细孔都能均匀镀覆。3. 能得到纯度高、致密性好、残余应力小、结晶良好的薄膜镀层。由于反应气体、反应产物和基材的相互扩散，可以得到附着力好的膜层，这对表面钝化、抗蚀及耐磨等表面增强膜是很重要的。4. 由于薄膜生长的温度比膜材料的熔点低得多，由此可以得到纯度高、结晶完全的膜层，这是有些半导体膜层所必须的。5. 利用调节沉积的参数，可以有效地控制覆层的化学成分、形貌、晶体结构和晶粒度等。6. 设备简单、操作维修方便。7. 反应温度太高，一般要850~ 1100℃下进行，许多基体材料都耐受不住CVD的高温。采用等离子或激光辅助技术可以降低沉积温度。化学气相沉积过程分为三个重要阶段：1、反应气体向基体表面扩散2、反应气体吸附于基体表面3、在基体表面发生化学反应形成固态沉积物及产生的气相副产物脱离基体表面CVD的主要有下面几种反应过程：i). 多晶硅 PolysiliconSiH4 — Si + 2h2 (600℃)沉积速度 100 - 200 nm /min可添加磷(磷化氢)、硼(二硼烷)或砷气体。多晶硅也可以在沉积后用扩散气体掺杂。ii). 二氧化硅 DioxideSiH4 + O2→SiO2 + 2h2 (300 - 500℃)SiO2用作绝缘体或钝化层。通常添加磷是为了获得更好的电子流动性能。当硅在氧气中存在时，SiO2会热生长。氧气来自氧气或水蒸气。环境温度要求为900 ~ 1200℃。氧气和水都会通过现有的SiO2扩散，并与Si结合形成额外的SiO2。水(蒸汽)比氧气更容易扩散，因此使用蒸汽的生长速度要快得多。氧化物用于提供绝缘和钝化层，形成晶体管栅极。干氧用于形成栅极和薄氧化层。蒸汽被用来形成厚厚的氧化层。绝缘氧化层通常在1500nm左右，栅极层通常在200nm到500nm间。iii). 氮化硅 Siicon Nitride3SiH4 + 4NH3 — Si3N4 + 12H2(硅烷) (氨) (氮化物)化学气相沉积CVD 设备CVD反应器有三种基本类型:◈ 大气化学气相沉积(APCVD: Atmospheric pressure CVD)◈ 低压CVD (LPCVD:Low pressure CVD，LPCVD)◈ 超高真空化学气相沉积(UHVCVD: Ultrahigh vacuum CVD)◈ 激光化学气相沉积(LCVD: Laser CVD，)◈ 金属有机物化学气相沉积(MOCVD:Metal-organic CVD)◈ 等离子增强CVD (PECVD)物理气相沉积(PVD)在真空条件下，采用物理方法，将材料源（固体或液体） 表面材料气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体（或等离子体）过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。物理气相沉积不仅可沉积金属膜、合金膜， 还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。物理气相沉积技术基本原理可分三个工艺步骤：(1)镀料的气化：即使镀料蒸发，升华或被溅射，也就是通过镀料的气化源。(2)镀料原子、分子或离子的迁移：由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞后，产生多种反应。(3)镀料原子、分子或离子在基体上沉积。物理气相沉积技术工艺过程无污染，耗材少。成膜均匀致密，与基体的结合力强。该技术广泛应用于航空航天、电子、光学、机械、建筑、轻工、冶金、材料等领域，可制备具有耐磨、耐腐蚀、装饰、导电、绝缘、光导、压电、磁性、润滑、超导等特性的膜层 。物理气相沉积也有多种工艺方法：◈ 真空蒸度 Thin Film Vacuum Coating◈ 溅射镀膜 PVD-Sputtering◈ 离子镀膜 Ion-Coating

记者1月25日从中国科学院合肥物质科学研究院了解到，该院固体物理研究所功能材料物理与器件研究部和本院等离子所等单位科研人员合作，在空穴型近红外透明导电薄膜研究方面取得新进展：他们设计并制备了新型空穴型铜铁矿薄膜，并通过参数优化让新型薄膜获得了较高的近红外波段透过率和较低的室温方块电阻。相关研究结果日前发表在《先进光学材料》杂志上。　　透明导电薄膜是一类兼具光学透明和导电性的光电功能材料，在触摸屏、平板显示器、发光二极管及光伏电池等光电子器件领域有着广泛应用。目前，商用的透明导电薄膜均为电子型，空穴型透明导电薄膜由于空穴有效质量大、空穴迁移率低和空穴掺杂性差，其光电性能远落后于电子型透明导电薄膜，这严重阻碍了新型透明电子器件的发展。　　在国家自然科学基金的支持下，研究人员通过理论计算发现，含有铑、氧等元素的铜铁矿结构材料是一种间接带隙半导体，其中的铜离子与氧离子的原子轨道可进行杂化，从而减弱价带顶附近载流子的局域化，实现空穴型高电导率；另一方面该材料在可见光及近红外波段表现出弱的光吸收行为，具有高透过率。研究人员在前期金属型铜铁矿薄膜的研究基础上，采用非真空工艺进一步获得了大尺寸空穴型铜铁矿透明导电薄膜。该薄膜表现出主轴自组装织构的生长特征，有利于其内载流子的传输，提高空穴的迁移率。另外，由于三价铑离子的离子半径可实现空穴型载流子重掺杂，使得镁掺杂铜铁矿结构材料具有非常高的室温导电率、较高的近红外波段透过率以及低的室温方块电阻。　　这种高性能的空穴型透明导电薄膜的发现，为后续基于透明电子型及空穴型薄膜的高性能全透明异质结构的研发及应用提供了一种潜在的候选材料。

一提到金刚石这个词想必大家都不陌生了，今天要说的也是金刚石家族的一个成员——金刚石薄膜。什么是金刚石薄膜？金刚石薄膜是20世纪80年代中后期迅速发展的一种优良的人工制备材料。通常以甲烷、乙炔等碳氢化合物为原料，用热灯丝裂解、微波等离子体气相淀积、电子束离子束轰击镀膜等技术，在硅、碳化硅、碳化钨、氧化铝、石英、玻璃、钼、钨、钽等各种基板上反应生长而成。几乎透明的金刚石薄膜（图片来源：网络）集诸多优点于一身的金刚石薄膜，它不仅具有金刚石的硬度，还有良好的导热性、良好的从紫外到红外的光学透明性以及高度的化学稳定性。在半导体、光学、航天航空工业和大规模集成电路等领域拥有广泛的应用前景。至今为止，已在硬质切削刀具、X射线窗口材料、贵重软质物质保护涂层等应用中具有出色的表现。随着金刚石薄膜的研发需求和生产规模不断壮大，是否有一套可靠的表征方法呢？当然有！拉曼光谱用于碳材料的分析已有四十多年，时至今日也形成了很多比较完善的理论。对于不同形式的碳材料，如金刚石、石墨、富勒烯等，其拉曼光谱具有明显的特征谱线差异。此外，拉曼光谱测试是非破坏性的，对样品没有太多要求，不需要前处理过程，可以直接检测片状、固体、微粉、薄膜等各种形态的样品。金刚石薄膜的应力值是非常重要的质量指标。金刚石薄膜和基体之间热膨胀的差异以及其他效应（如点阵错配、晶粒边界的成键和薄膜生长过程中的成键变化等）导致了生长后的薄膜存在残余应力。典型可见光激光激发的拉曼光谱在1000-2000cm-1包含了金刚石薄膜的应力信息。对于较小的应力，拉曼谱图表现为偏离本征频率的一个单峰，并且谱峰会变宽。在高达140GPa的压力下，拉曼位移甚至能够偏移到1650cm-1，与此同时线宽增加了2cm-1。下图是安东帕Cora5001拉曼光谱仪检测的一张典型的非有意掺杂的金刚石薄膜的拉曼谱图。图中可以发现，除了位于1332cm-1的一阶拉曼谱线以外，也能够观测到其他很多拉曼谱峰，典型谱峰的位置和指认如表1中所示。Cora 5001系列拉曼光谱仪在金刚石材料的检测中具备很大优势：碳材料分析模式：智能分析软件中的Carbon Analysis Model可以自动进行寻峰、进行峰形拟合，再计算碳材料特征拉曼峰的信息。一级激光：金刚石材料的拉曼检测多使用532nm激发，有时也需要使用785nm激光激发，Cora5001可以做到一级激光的安全性能。自动聚焦：Cora5001 （Direct）样品仓室内配置了自动聚焦调整样品台，根据仪器自带的聚焦算法可以轻松实现聚焦，使拉曼测试变得简单便捷。双波长可选：金刚石家族的拉曼光谱与入射激光波长密切相关，多一种波长选择也许会得到不同的信息，这为信息互补提供必要条件。“双波长拉曼”每个波长都配置独立的光谱系统，只需按一下按键即可从一个波长轻松切换到另一个波长，无需额外调整样品。

近日，中微公司推出自主研发的12英寸低压化学气相沉积(LPCVD)设备Preforma Uniflex™ CW。Preforma Uniflex™ CW可灵活配置多达五个双反应台反应腔（十个反应台），每个反应腔可以同时加工两片晶圆，在保证较低的生产成本和化学品消耗的同时，实现更高的生产效率。该设备配备了完全拥有自主知识产权的优化混气方案及加热台, 具有优秀的薄膜均一性、填充能力和工艺调节灵活性，对于弯曲度较大的晶圆，它也具备良好的工艺处理能力。并可以满足先进逻辑器件、DRAM和3D NAND中接触孔以及金属钨线的填充应用需求。中微公司集团副总裁、LPCVD 产品部和公共平台工程部总经理陶珩表示，自该款LPCVD设备研发立项以来，仅用不到半年时间，公司就完成了产品设计、生产样机开发和实验室评价，目前已顺利导入客户端进行生产线核准。中微公司开发的等离子体刻蚀设备和化学薄膜设备是制造各种微观器件的关键设备，可加工微米级和纳米级的各种器件。据悉，中微公司的等离子体刻蚀设备已被广泛应用于国际一线客户先进工艺的众多刻蚀应用，中微公司开发的用于LED和功率器件外延片生产的MOCVD设备已在客户生产线上投入量产，目前已在全球氮化镓基LED MOCVD设备市场占据领先地位。

据外媒消息，美国的化合物半导体设备生产商Plasma Therm收购了意大利的TFE公司，该公司是一家溅射设备供应商，在PVD溅射和蒸发工艺设备以及薄膜应用的高纯度材料方面拥有专业知识。Plasma-Therm首席执行官Abdul Lateef表示，收购TFE加强了Plasma-Therm在欧洲不断扩大的足迹，这是Plasma-Therm长期战略增长计划的关键组成部分。它还有助于显著扩展Plasma-Therm在功率器件市场的产品组合，TFE的PVD工具套件专为满足MEMS、电源、RFID和其他半导体应用的要求而量身定制。TFE的PVD技术高度补充了Plasma-Therm现有的蚀刻和沉积产品和工艺处理方案，增强了其满足更广泛的半导体制造和研发市场需求的能力。TFE在PVD技术和功率器件市场需求方面的员工专业知识的附加值进一步加强了Plasma-Therm著名的客户服务和支持团队。TFE首席执行官Francesco Terenziani评论：“我们对此次收购感到兴奋，并将我们的优势与Plasma-Therm的优势相结合。虽然TFE将继续独立运营，但我们将与Plasma-Therm密切合作，结合我们在等离子和PVD工艺技术方面的优势，为客户提供更全面的产品。此次收购将使我们能够在全球范围内扩大我们的研发资源和客户服务与支持团队，为我们的客户提供及时的解决方案。”据悉，Plasma-Therm于1974年在美国成立，为专业半导体和纳米技术市场提供等离子刻蚀、沉积和先进封装设备。该公司目前拥有40多项等离子工艺和设备发明的美国和外国专利。

近日，南京理工大学理学院陈漪恺博士与中国科学技术大学物理学院光电子科学与技术安徽省重点实验室张斗国教授合作，提出并实现了一种基于介质多层薄膜的光谱测量元器件，可用于各类光信号的光谱表征；其核心部件厚度仅微米量级，可附着在常规显微成像设备或微型棱镜上完成光谱测量，实验光谱分辨率小于0.6nm。研究成果以“Planar Photonic Chips with Tailored Dispersion Relations for High-Efficiency Spectrographic Detection”为题发表在国际学术期刊ACS Photonics。光谱探测技术被广泛应用在科学研究和工业生产，在材料科学、高灵敏传感、药物诊断、遥感监测等领域具有重要应用价值。近年来，微型光谱仪的研究受到了广泛关注，其优点在于尺寸小，结构紧凑，易于集成、便携，成本低。特别是随着纳米光子学的发展，光谱探测所需的色散元件、超精细滤波元件以及光谱调谐级联元件等，都可以利用超小尺寸的微纳结构来实现。如何兼顾器件的小型化、集成化，与光谱测量分辨率、探测效率一直是该领域的重点和难点之一。截至目前，文献报道的集成化微型光谱仪大多利用线性方程求解完成反演测算，信号模式之间的非简并性（不相似性）决定了重建光谱仪的分辨能力。这种基于逆问题求解的光谱反演技术易于受到噪音的干扰，从而降低微型光谱仪的探测分辨率和效率。近期研究工作表明，通过合理设计结构参数，调控介质多层薄膜的色散曲线，同时借助介质多层薄膜负载的布洛赫表面波极低传输损耗特性，可以实现了光源波长与布洛赫表面波激发角度之间的近似一一对应关系，如图1a,1b所示。它意味着无需方程求解，即可以完成光谱的探测与分析，避免了逆问题求解过程中外界环境噪声对反演过程的干扰，节约了时间成本，提升了探测效率。该介质多层薄膜由高、低折射率介质（氮化硅和二氧化硅）薄膜交替叠加组成，可通过常规镀膜工艺（如等离子体增强化学的气相沉积法）在各种透明衬底上大面积、低成本制备，其制作难度与成本远小于基于微纳结构的光谱测量元件。图1：一种基于介质多层薄膜的光谱探测元件，可用于各类光信号的光谱表征；其核心部件厚度仅微米量级，可附着在常规显微成像设备或微型棱镜上完成光谱测量，实验光谱分辨率小于0.6nm。作为应用展示，该光谱探测元器件被放置于微型棱镜或者常规反射式光学显微镜上，当满足布洛赫表面波激发条件时，即可实现光谱探测。如图1c，当激光和宽带光源分别入射到介质多层薄膜上时，采集到的反射信号分别为暗线和暗带，其强度积分及对应着光源的光谱（图1d,1e所示）。钠灯的光谱测量实验结果表明，该测量器件能达到的光谱分辨率小于0.6 nm (图1f所示)。不同于常规光谱仪需要在入射端加载狭缝，该方法无需狭缝对被测光源进行限制，从而充分利用信号光源，有效提升了光谱探测的信噪比和对比度，因此器件可以应用于荧光光谱和拉曼散射光谱等极弱光信号的光谱表征，展现出其在物质成分和含量探测上的能力，如图1g，1h所示。介质多层薄膜的平面属性，使得其可以在同一基底上加载不同结构参数的介质多层薄膜，从而实现宽波段、多功能光谱探测器件。该项工作表明，借助于介质多层薄膜负载布洛赫表面波的高色散、低损耗特性，可以实现低成本、高效率、高分辨率的光谱测量，为集成化微型光谱仪的实现提供了新器件。该项工作也拓展了介质多层薄膜的应用领域，有望为薄膜光子学研究带来新的生长点。陈漪恺博士为该论文第一作者，张斗国教授为通讯作者。上述研究工作得到了科技部，国家自然科学基金委、安徽省科技厅、合肥市科技局、唐仲英基金会等项目经费的支持。相关样品制作工艺得到了中国科学技术大学微纳研究与制造中心的仪器支持与技术支撑。

随着材料科学的蓬勃发展，尤其是高水平的量子材料研究与应用对薄膜材料、二维材料的制备和高精度加工要求越来越高。一套完整流程的薄膜制备与加工设备购置成本通常要在几百万到上千万元。此外，大型设备操作繁复，存放空间大、日常维护成本高，给科研人员带来了很大挑战。依赖于共享方案的科研平台由于设备预约周期长，会大大减慢科研进度。为了快速、低成本的实现高质量的材料制备与加工，让科研计划进入快车道。英国Moorfield Nanotechnology公司与多所名校以及获得诺贝尔奖的课题组长期合作，推出了一系列高性能台式设备, 专门用于各种薄膜材料的高质量制备和加工。该系列产品具有体积小巧、快速制备样品、灵活配置方案等特点，一经推出即受到包括剑桥大学、帝国理工、英国物理实验室等科研单位的青睐。从多功能金属、缘材料溅射到有机物、金属热蒸发；从高质量石墨烯CVD快速制备到高质量碳纳米管CVD趋向生长；从样品、衬底的热处理到单层二维材料的软刻蚀与缺陷加工。Moorfield系列产品已经获得欧洲用户的广泛认可，产品质量与性能完全可以媲美大型设备，一些方面甚至远超大型设备。台式高性能多功能PVD薄膜制备系列—nanoPVD专为高水平学术研究研发的小型物理气相沉积设备。该系列产品包含磁控溅射、金属/有机物热蒸发系统。这些设备不仅体积小巧而且性能，能够快速实现高质量纳米薄膜、异质结的制备，通常在大型设备中才有的共溅射、反应溅射、共蒸发功能也可在该系列产品上实现。台式高性能多功能PVD薄膜制备系列—nanoPVD台式高性能CVD石墨烯/碳纳米管快速制备系列—nanoCVD系统采用低热容的样品台可在2分钟内升温至1000℃并控温，该装置采用了冷壁技术，样品生长完毕后可以快速降温，正是因为这些条件可以让用户在30分钟内即可获得高质量的石墨烯。nanoCVD具有压强自动控制系统，可以的控制石墨烯生长过程中的气氛条件。用户通过触屏进行操作，更有内置的标准石墨烯生长示例程序供用户参考。非常适合需要持续快速获取高质量石墨烯用于高质量学术研究的团队。目前，埃克塞特大学、哈德斯菲尔德大学、莱顿大学、亚森工业大学等很多全球著名的高校都是该系统的用户。台式高性能CVD石墨烯/碳纳米管快速制备系列—nanoCVD台式超二维材料等离子软刻蚀系统—nanoETCH石墨烯等二维材料的微纳加工与刻蚀需要很高的精度，而目前传统半导体刻蚀系统在面对单层材料的高精度刻蚀需求时显得力不从心。为了解决目前微纳加工中常用的刻蚀系统功率较大、难以精细控制的问题，nanoETCH系统对输出功率的分辨率可达毫瓦量，可实现二维材料超逐层刻蚀、层内缺陷制造，以及对石墨基材或衬底等的表面处理。台式超二维材料等离子软刻蚀系统—nanoETCH台式气氛\压力控制高温退火系统—ANNEALMoorfield专门为制备高质量的样品而推出的台式气氛\压力控制高温退火系统，不仅可以满足从高真空到各种气氛的退火需求，还能对气压和温度进行控制，从而为二维材料、基片等进行可控热处理提供重要保障。该系统颠覆了传统箱式、管式炉的粗放退火方式，开创了退火的新篇章。台式气氛\压力控制高温退火系统—ANNEAL多功能高磁控溅射喷金仪—nanoEMnanoEM是Moorfield Nanotechnology为SEM、TEM样品的表面导电处理以及普通样品的高质量电生长而设计的金属溅射系统。系统配备SEM样品托、TEM样品网、普通薄膜样品等多种专用样品台。虽然该系统主要为溅射金属而设计，但是该设备的性能已经达到了高质量薄膜样品的制备标准。通过选择不同的配置可以兼顾样品的表面导电处理、电制备与学术研究型薄膜样品的制备。多功能高磁控溅射喷金仪—nanoEMMoorfield高性能台式薄膜制备与加工设备以超高质量、亲民的价格快速实现您的科研方案，想获取更多详细信息吗？还等什么，现在就联系我们吧！

当前，我国半导体设备依旧高度依赖于海外企业，并且在核心技术和零部件上受到一定的限制。作为半导体产业重要的一环，薄膜沉积设备可以说牵一发而动全身。而中国作为半导体设备的重要市场，随着各地半导体项目的林立，晶圆代工厂的产能扩建热潮以及自主可控进程的推进，薄膜沉积设备厂商也迎来了快速成长和突破的新黄金期。对此，仪器信息网特邀请天津中环电炉股份有限公司介绍了其薄膜沉积设备。不断加大研发投入，为用户提供试用平台据了解，薄膜沉积领域在过去一直处于国外品牌独占市场。在此背景下，天津中环集中力量，借鉴国际先进经验，结合国内特色，开发了独具特色的薄膜沉积设备。其主要薄膜沉积产品包括CVD12IIIH-3-G、双相气流二硫化钼沉积设备、等离子薄膜沉积设备PECVD12IIH-3-G、三源流化床薄膜沉积设备等，凭借优异的性能，多次帮助用户在Science等多种国际级顶级期刊发表高影响力文章及成果，更是几乎进入了目前主流实验领域全部实验和部分高难度实验。天津中环的1200℃预加热双温区PECVD集成系统目前我国总体上看在薄膜沉积设备技术还处于新兴产业，发展时间短，技术积累薄弱，专业人才稀缺。市场处于萌芽阶段，但后续市场规模和技术需要又相当高。对此，天津中环认为，必须加大投入，无论资金、技术、人力等，不加大投入一但被国外产品拉开差距，建立技术壁垒，我国该产业很难发展，以至于薄膜沉积领域科研严重受制。正是在这种不断的研发投入下，天津中环现有产品已基本达到与国际龙头企业参数一致、价格更低、操作更容易、维护更简单。国内市场已经占据较多份额，主要客户群体有中科院所、大专院校、研究所、企业研发部门和检验部门。其中73%为实验领域。目前用户主要关注产品的技术参数和实验效果，为了更好的服务用户，天津中环组织人力、物力积极筹建实验室，为客户提供设备试用平台，目前天津中环实验室已经可以完成大多数实验，并得到理想的实验结果。确保客户采购设备后能够达到使用效果。另辟蹊径，绕开壁垒，突破“卡脖子”技术在贸易战以来，全社会都关注“卡脖子”问题，而在薄膜成绩领域当然也存在一定的“卡脖子”现象。在真空领域、气体控制领域特别明显，如高真空无油泵、特种气体流量控制等方面尤为突出。据透露，天津中环在5年前就发现问题，并积极联合各相关企业进行联合开发，通过特殊的设备结构、独特的设计理念另辟蹊径的达到了与国外类似的实验结果。从根本上绕过了一定的技术壁垒。谈到未来发展趋势时，天津中环认为未来的实验室和工业领域对于薄膜沉积技术更倾向于可视化的沉积与制备，可以更加直观的发现问题和解决问题。目前沉积设备都是盲烧。无法直观的展现沉积过程与沉积状态。这大大延缓了实验进度，阻碍了科学工作者的实验思路。基于对未来发展趋势的判断，天津中环于4年前着手研发可视化烧结、沉积设备。目前已经达到8微米级别的可视化分辨率，产品在陶瓷烧结、金属冶炼熔渗、高温接触角分析等领域获得无数好评，想成了稳定销售。下一步，天津中环还将着重研发纳米级分辨精度产品，为薄膜沉积领域打开一条新路。关于天津中环天津中环电炉是一家成立于1993年的股份制企业，现有产品专利40项，于2017年成功上市，具备研发、生产、实验等能力，产品上专精于实验电炉与薄膜沉积类设备及外延产品。在近年来半导体产业热潮下，天津中环主要业绩同比上一年度提高接近30%，三年平均增长18.7%。连续8年实现销售额增长超过10%。天津中环产品主要应用于材料行业、陶瓷行业、金属冶炼、处理。生物材料以及化学化工行业。

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室在提升电子束蒸发沉积激光薄膜的长期性能稳定研究中取得新进展，实现了低应力、光谱和机械性能长期稳定的电子束激光薄膜制备。相关研究成果发表在《光学材料快报》（Optical Materials Express）。电子束蒸发沉积薄膜因其激光损伤阈值高，光谱均匀性好且易实现大口径制备而广泛应用于世界上各大型高功率激光系统中。然而，电子束蒸发沉积薄膜的多孔结构特性易与水分子相互作用，使得薄膜的各项性能极易受环境条件（尤其是湿度）的影响。即便是在可控的环境下，电子束蒸发沉积薄膜的性能也会随时间而变化。该项成果提出了等离子体辅助沉积的致密全口径包覆水汽阻隔技术，覆盖多孔电子束蒸发沉积薄膜的上表面和侧面，有效地将其与水汽隔离，制备出了低应力、光谱和机械性能长期稳定的电子束蒸发沉积薄膜。同时，该水汽阻隔技术显著提升了电子束蒸发沉积薄膜的耐划性能，且提供了一种离线获得无水吸附时薄膜应力的方法。该项成果为提升电子束沉积薄膜的光谱和面形稳定性提供了途径，有助于解决高功率激光应用中电子束沉积薄膜随时间和环境变化性能不稳定问题。相关工作得到了国家自然科学基金、中科院青促会基金、中科院先导专项（B类）等支持。（薄膜光学实验室供稿）原文链接图1 等离子体辅助沉积的致密全口径包覆水汽阻隔技术示意图图2 有、无全口径水汽阻隔膜的多层膜性能对比（a）峰值反射率处波长随时效时间变化（b）应力随时效时间变化

p　　strong仪器信息网讯/strong 2016年11月17日，由牛津仪器等离子技术部和中山大学共同举办的“牛津仪器-中山大学用户学术交流研讨会”在名校环抱的广州南国会国际会议中心召开。近80名来自中山大学、华南理工大学等高校的用户专家代表及牛津仪器等离子技术部高层、应用专家参加了此次研讨会。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201611/insimg/ca7b023b-75cb-421c-8bb9-ec46c373a9a6.jpg" title="1.jpg" style="width: 450px height: 300px " height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) background-color: rgb(255, 255, 255) "strong研讨会签到处/strong/span/pp　　此次交流会主题为“光电子材料及器件研讨”，旨在通过用户之间、用户与设备厂商的深入交流探讨，提高光电材料、器件等相关学科工作者的学术和技术水平，并促进等离子技术在刻蚀、沉积和生长等领域的应用和发展。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201611/insimg/15175e9c-fd9b-4d6e-82ec-c7f63c493f55.jpg" title="2.jpg" style="width: 450px height: 300px " height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) background-color: rgb(255, 255, 255) "strong研讨会现场/strong/span/pp　　研讨会以七个大会报告和现场交流的形式进行。大会报告上，用户专家及牛津仪器应用专家为大家带来7个精彩报告，内容涉及二维材料的生长机理和应用、携带轨道角动量光束的产生和调控、功率器件的应用、层状过渡金属氧化物材料研究、ALD和ALE技术介绍及应用、以及薄膜晶体管的新兴应用等。现场交流部分，大家针对报告内容展开积极交流互动，展现出一派活跃的学术氛围。/pp　　为了让广大网友对牛津仪器等离子体技术部及相关用户进一步了解，仪器信息网编辑现场采访了牛津仪器等离子科技部亚洲区销售和服务副总裁 WRIGHT Ian、牛津仪器等离子科技部中国区经理陈世伟，以及中山大学王凯教授。/pp　　span style="color: rgb(255, 255, 255) background-color: rgb(112, 48, 160) "strong通过合办交流会——用户与厂商实现共赢/strong/span/pp　　作为薄膜晶体管领域的专家，王凯教授此次参会可谓双重身份，一方面是牛津仪器的用户，并做了薄膜晶体管新兴应用的精彩报告，另一方面，王凯教授所在中山大学还是此次交流会的合办方。提及本次研讨会的举办意义，王凯教授讲到：“这种活动为我们科研工作者提供了一个很好的经验分享机会。通过用户之间的交流及牛津仪器应用专家的讲解，用户可以学习到一些宝贵的设备使用经验以及设备的一些新的应用。比如此次交流会中，我可能会关注薄膜晶体管在能量采集、传感、生物医药等非显示领域的仪器设备应用等相关内容。”/pp　　同时，陈世伟经理也表示：“通过这样与用户面对面的交流活动，首先，牛津仪器可以获得用户关于设备使用情况的反馈，从而指导我们更好的服务 其次，更重要的是，我们还可以了解科研用户的一些最新研发动态或用户直接提出的对设备的新需求，这些宝贵信息对我们新品研发都具有重要指导意义。比如，当下，石墨烯二维材料领域对于相关科研用户是一个十分热门的领域，与之对应的石墨烯及二维材料解决方案便成为我们的研发重点，而且，我们也很自豪牛津仪器已率先推出了石墨烯及二维材料行业解决方案。”/pp　　span style="color: rgb(255, 255, 255) background-color: rgb(112, 48, 160) "strong牛津仪器等离子体技术部：注重高端设备研发，更多企业用户是发展趋势/strong/span/pp　　此次用户交流活动得到了牛津仪器的高度重视，多位牛津仪器总部高层和应用专家都参加了此次活动，等离子科技部亚洲区销售和服务副总裁 WRIGHT Ian就是其中一位。WRIGHT Ian先生在介绍等离子科技部时说：“从产品角度讲，我们主要提供刻蚀、沉积和生长设备，为材料的微米、纳米级工程提供工艺方法。牛津仪器向来重视并擅长高端科研级仪器设备的研发。比如，随着各种器件尺寸的逐渐微小化趋势，在小尺寸器件上实现刻蚀和沉积的同时保证低损伤，对于设备及工艺提出了更高的要求，而我们独到的ALD和ALE技术则完全可以保证这种工艺的实现。”/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201611/insimg/ef455111-cbc6-4292-b7b1-714770388fe4.jpg" title="3.jpg" style="width: 450px height: 300px " height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) background-color: rgb(255, 255, 255) "strong采访现场/strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "(左一：牛津仪器等离子科技部亚洲区销售和服务副总裁 WRIGHT Ian，左二：牛津仪器等离子科技部中国区经理陈世伟，左三：中山大学王凯教授)/span/pp　　接着，陈世伟经理补充道：“目前，等离子体技术部在中国的客户主要集中在前沿晶片研发的高校院所，但随着科技发展的不断深入，企业用户逐渐增加是未来发展的必然趋势，比如我们在日本市场已经有部分企业用户出现，相信在中国当下科技研发投入不断增多的大背景下，中国市场的企业用户变得更多也只是时间问题。”/pp　　span style="color: rgb(255, 255, 255) background-color: rgb(112, 48, 160) "strong以客户需求为导向——牛津仪器与客户共成长/strong/span/pp　　2016年已接近尾声，当被问及牛津仪器等离子体技术部的业绩表现时，WRIGHT Ian表示：“我很高兴我们在中国市场的业绩是保持稳定增长的，这除了得益于我们优秀的产品和完善的服务，也离不开我们对客户需求的足够重视。比如我们除了对客户进行一对一拜访、举行用户会、学术会等之外，还会针对那些对设备有特殊需求的科研客户提供定制化服务。并且，在帮助客户解决问题的同时，我们也实现了与客户的共同成长。”/pp　　“我十分看好中国市场的发展前景，接下来，对于中国市场，我们会在产品研发及市场服务方面加大投入。”对于在中国市场的下一步计划，WRIGHT Ian讲到，“另外，在生产型客户的开拓上我们也会加大力度。”/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201611/insimg/bbef5148-e93a-4edd-8621-d6599e36010e.jpg" title="4.jpg" style="width: 450px height: 300px " height="300" hspace="0" border="0" vspace="0" width="450"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) background-color: rgb(255, 255, 255) "strong全体合影留念/strong/span/ppstrong span style="font-family: 宋体, SimSun "后记/span/strong/pp　　span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "据悉，此次交流会之所以选择在周围不算繁华的广州南国会国际会议中心召开，主要是考虑到此次参会人员中有许多大学城高校用户，选择在高校附近进行交流活动可以尽量减少对他们正常科研工作的影响。另外，笔者在茶歇期间还发现，一些用户正在填写牛津仪器的调研问卷，这些问卷中不仅包含了“功能是否够用”、“性能如何”、“易用性如何”等关于产品的评价，还包含了“培训交流”、“响应速度”、“交流态度”等服务评价。据牛津仪器工作人员介绍，“这样的评价调研，几乎涵盖了我们每次的线上线下活动，是我们获取客户反馈的最快途径，这些声音，也为我们从产品到服务的下一步策略提供了重要参照和导向。”/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　从事事为客户着想，到时时因客户而动，也许这便是牛津仪器能够不断在中国取得佳绩的原因。每个客户都有雪亮的眼睛，企业若能以客户需求为己任，把帮助客户取得成功当作一项终极目标，那么，相信这样的企业也一定能够在与客户的一起成长中实现共赢。/span/p

化学气相沉积是使几种气体在高温下发生热化学反应而生成固体的方法，等离子体化学气相沉积是通过能量激励将工作物质激发到等离子体态从而引发化学反应生成固体方法。因为等离子体具有高能量密度、高活性离子浓度、故而可以引发在常规化学反应中不能或难以实现的物理变化和化学变化，且具有沉积温度低、能耗低、无污染等优点，因此等离子体化学气相沉积法得到了广泛的应用。微波等离子体也具有等离子体洁净、杂质浓度低的优点，因而微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）成为制备高质量金刚石的优先方法，也是目前有发展前景的高质量金刚石（单晶及多晶）沉积方法之一。MPCVD设备反应腔示意图金刚石具有优异的力学、电学、光学、热学、声学性能，在众多领域具有广泛的用途。而这些用途的实现在很大程度上依赖于高取向和单晶金刚石以及大面积透明金刚石膜。由于金刚石生长过程中普遍存在缺陷以及难以获取大面积范围内均匀温度场等参数，导致金刚石的取向发生改变，使高取向和单晶金刚石以及大面积透明金刚石膜的获得十分困难。因此，目前金刚石研究面临的大挑战和困难是如何制备优质单晶、多晶金刚石样品。 德国iplas公司基于 CYRANNUS 多天线耦合技术，解决了传统的单天线等离子技术的局限。CYRANNUS技术采用腔外多天线设置，确保等离子团稳定生成于腔内中心位置，减少杂质来源，提高晶体纯度（制备的金刚石单晶纯度可达VVS别以上）。MPCVD系统可合成饰钻石 同时稳定的微波发生器也易于控制，可以在10mbar到室压范围内激发高稳定度的等离子团，大限度的减少了因气流、气压、气体成分、电压等因素波动引起的等离子体状态的变化，从而确保单晶生长的持续性，为合成大尺寸单晶金刚石及薄膜提供了有力保证。 MPCVD系统可合成优质大尺寸金刚石薄膜 MPCVD同样适用于平面基体，或曲面颗粒的其它硬质材料如Al2O3，c-BN的薄膜沉积和晶体合成。德国iplas公司凭借几十年在等离子技术领域的积累，可以为用户提供高度定制的设备，满足用户不同的应用需要。相关产品链接 微波等离子化学气相沉积系统 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C184528.htm

摘要：本文首先简单回顾了辉光放电光谱仪（Glow Discharge Optical Emission Spectrometry，GDOES）的发展历程及特性，然后通过实例介绍了GDOES在微米涂层以及纳米超薄膜层深度剖析中的应用，并简介了深度谱定量分析的混合-粗糙度-信息深度（MRI）模型，最后对GDOES深度剖析的发展方向作了展望。1 GDOES发展历程及特性辉光放电发射光谱仪应用于表面分析及深度剖析已经有近100年的历史。辉光放电装置以及相关的光谱仪最早出现在20世纪30年代，但直到六十年代才成为化学分析的研究重点。1967年Grimm引入了“空心阳极-平面阴极”的辉光放电源[1]，使得GDOES的商业化成为可能。随后射频（RF）电源的引入，GDOES的应用范围从导电材料拓展到了非导电材料，而毫秒或微秒级的脉冲辉光放电(Pulsed Glow Discharges，PGDs)模式的推出，不仅能有效地减弱轰击样品时的热效应，同时由于PGDs可以使用更高激发功率，使得激发或电离过程增强，大大提高了GDOES测量的灵敏程度，极大推动了GDOES技术的进步以及应用领域的拓展。GDOES被广泛应用于膜层结构的深度剖析，以获取元素成分随深度变化的关系。相较于其它传统的深度剖析技术，如俄歇电子能谱（AES）、X射线光电子能谱（XPS）和二次离子质谱（SIMS）或二次中性质谱（SNMS），GDOES具有如下的独特性[2]：（1）分析样品材料的种类广，可对导体/非导体/无机/有机…膜层材料进行深度剖析，并可探测所有的元素(包括氢)；（2）分析样品的厚度范围宽，既可对微米量级的涂层/镀层，也可对纳米量级薄膜进行深度剖析；（3）溅射速率高，可达到每分钟几微米；（4）基体效应小，由于溅射过程发生在样品表面，而激发过程在腔室的等离子体中，样品基体对被测物质的信号几乎不产生影响；（5）低能级激发，产生的谱线属原子或离子的线状光谱，因此谱线间的干扰较小；（6）低功率溅射，属层层剥离，深度分辨率高，可达亚纳米级；（7）因为采用限制式光源，样品激发时的等离子体小，所以自吸收效应小，校准曲线的线性范围较宽；（8）无高真空需求，保养与维护都非常方便。基于上述优势，GDOES被广泛应用于表征微米量级的材料表面涂层/镀层、有机膜层的涂布层、锂电池电极多层结构和用于其封装的铝塑膜层、以及纳米量级的功能多层膜中元素的成分分布[3-6]，下面举几个具体的应用实例。2 GDOES深度剖析应用实例2.1 涂层的深度剖析用于材料表面保护的涂层或镀层、食品与药品包装的柔性有机基材的涂布膜层、锂电池的多层膜电极，以及用于锂电池包装的铝塑膜等等的膜层厚度一般都是微米量级，有的膜层厚度甚至达到百微米。传统的深度剖析技术，如AES，XPS和SIMS显然无法对这些厚膜层进行深度剖析，而GDOES深度剖析技术非常适合这类微米量级厚膜的深度剖析。图1给出了利用Horiba-Profiler 2（一款脉冲—射频辉光放电发射光谱仪—Pulsed-RF GDOES，以下深度谱的实例均是用此设备测量），在Ar气压700Pa和功率55w条件下，测量的表面镀镍的铁箔GODES深度谱，其中的插图给出了从表面到Ni/Fe界面各元素的深度谱，测量时间与深度的转换是通过设备自带的激光干涉仪（DIP）对溅射坑进行原位测量获得。从全谱来看，GDOES测量信号强度稳定，未出现溅射诱导粗糙度或坑道效应（信号强度随溅射深度减小的现象，见下），这主要是因为铁箔具有较大的晶粒尺寸。同时还可以看到GDOES可连续测量到~120μm，溅射速率达到4.2μm/min（70nm/s）。从插图来看， Ni的镀层约为1μm，在表面有~100nm的氧化层，Ni/Fe界面分辨清晰。图1 表面镀镍铁箔的GODES深度谱，其中的插图给出了从表面到Ni/Fe界面的各元素的深度谱图2给出了在氩-氧（4 vol%）混合气气压750Pa、功率20w、脉冲频率3000Hz、占空比0.1875条件下，测量的用于锂电池包装铝塑膜（总厚度约为120μm）的GODES深度谱，其中的插图给出了铝塑膜的层结构示意图[7]。可以看出有机聚酰胺层主要包含碳、氮和氢等元素。在其之下碳、氮和氢元素信号的强度先降后升，表明在聚酰胺膜层下存在与其不同的有机涂层—粘胶剂，所含主要元素仍为碳、氮和氢。同时还可以看出在粘胶剂层下面的无机物（如Al，Cr和P）膜层，其中Cr和P源于为提高Al箔防腐性所做的钝化处理。很明显，图2测量的GDOES深度谱明确展现了锂电池包装铝塑膜的层结构。实验中在氩气中引入4 vol%氧气有助于快速溅射有机物的膜层结构，同时降低碳、氮信号的相对强度，提高了无机物如铬信号的相对强度，非常适合于无机-有机多层复合材料的结构分析，而在脉冲模式下，选用合适的频率和占空比，能够有效地散发溅射产生的热量，从而避免了低熔点有机物的碳化。图2一款锂电池包装铝塑膜的GDOES溅射深度谱，其中的插图给出了铝塑膜的层结构示意图[7]2.2 纳米膜层及表层的深度剖析纳米膜层，特别是纳米多层膜已被广泛应用于光电功能薄膜与半导体元器件等高科技领域。虽然传统的深度剖析技术AES，XPS和SIMS也常常应用于纳米膜层的表征，但对于纳米多层膜，传统的深度剖析技术很难对多层膜整体给予全面的深度剖析表征，而GDOES不仅可以给予纳米多层膜整体全面的深度剖析表征，而且选择合适的射频参数还可以获得如AES和SIMS深度剖析的表层元素深度谱。图3给出了在氩气气压750Pa、功率20w、脉冲频率1000Hz、占空比0.0625条件下，测量的一款柔性透明隔热膜（基材为PET）的GODES深度谱，如图3a所示，其中最具特色的就是清晰地表征了该款隔热膜最核心的三层Ag与AZO（Al+ZnO）共溅射的膜层结构，如图3b Ag膜层的GDOES深度谱所示。根据获得的溅射速率及Ag的深度谱拟合（见后），前两层Ag的厚度分别约为5.5nm与4.8nm[8]。很明显，第二层Ag信号较第一层有较大的展宽，相应的强度值也随之下降，这是源于GDOES对金属膜溅射过程中产生的溅射诱导粗糙度所致。图3（a）一款柔性透明隔热膜GDOES深度谱；（b）其中Ag膜层GDOES深度谱[8]图4给出了在氩气气压650Pa、功率20w、脉冲频率10000Hz、占空比0.5的同一条件下，测量的SiO2(300nm)/Si(111)标准样品和自然生长在Si(111)基片上SiO2样品的GODES深度谱[9]。如果取测量深度谱的半高宽为膜层的厚度，由此得到标准样品SiO2层的溅射速率为6.6nm/s（=300nm/45.5s），也就可以得到自然氧化的SiO2膜层厚度约为1nm（=6.6nm/s*0.15s）。所以，GDOES完全可以实现对一个纳米超薄层的深度剖析测量，这大大拓展了GDOES的应用领域，即从传统的钢铁镀层或块体材料的成分分析拓展到了对纳米薄膜深度剖析的表征。图4 （a）SiO2(300nm)/Si(111)标准样品与（b）自然生长在Si(111)基片上SiO2样品的GDOES深度谱[9]3 深度谱的定量分析3.1 深度分辨率对测量深度谱的优与劣进行评判时，深度分辨率Δz是一个非常重要的指标。传统Δz(16%-84%)的定义为[10]：对一个理想（原子尺度）的A/B界面进行溅射深度剖析时，当所测定的归一化强度从16%上升到84%或从84%下降到16%所对应的深度，如图5所示。Δz代表了测量得到的元素成分分布和原始的成分分布间的偏差程度，Δz越小表示测量结果越接近真实的元素成分分布，测量深度谱的质量就越高。但是随着科技的发展，应用的薄膜越来越薄，探测元素100%（或0%）的平台无法实现，就无法通过Δz(16%-84%)的定义确定深度分辨率，而只能通过对测量深度谱的定量分析获得（见下）。图5深度分辨率Δz的定义[10]3.2 深度谱定量分析—MRI模型溅射深度剖析的目的是获取薄膜样品元素的成分分布，但溅射会改变样品中元素的原始成分分布，产生溅射深度剖析中的失真。溅射深度剖析的定量分析就是要考虑溅射过程中，可能导致样品元素原始成分分布失真的各种因素，提出相应的深度分辨率函数，并通过它对测量的深度谱数据进行定量分析，最终获取被测样品元素在薄膜材料中的真实分布。对于任一溅射深度剖析实验，可能导致样品原始成分分布失真的三个主要因素源于：①粒子轰击产生的原子混合（atomic Mixing）；②样品表面和界面的粗糙度（Roughness）；③探测器所探测信号的信息深度（Information depth）。据此Hofmann提出了深度剖析定量分析著名的MRI深度分辨率函数[11]： 其中引入的三个MRI参数：原子混合长度w、粗糙度和信息深度λ具有明确的物理意义，其值可以通过实验测量得到，也可以通过理论计算得到。确定了分辨率函数，测量深度谱信号的归一化强度I/Io可表示为如下的卷积[12]： 其中z'是积分参量，X(z’)为原始的元素成分分布，g(z-z’)为深度分辨率函数，包含了深度剖析过程中所有引起原始成分分布失真的因素。MRI模型提出后，已被广泛应用于AES，XPS，SIMS和GDOES深度谱数据的定量分析。如果假设各失真因素对深度分辨率影响是相互独立的，相应的深度分辨率就可表示为[13]：其中r为择优溅射参数，是元素A与B溅射速率之比（）。3.3 MRI模型应用实例图6给出了在氩气气压550Pa、功率17w、脉冲频率5000Hz、占空比0.25条件下，测量的60 Mo (3 nm)/B4C (0.3 nm)/Si (3.7 nm) GDOES深度谱[14]，结果清晰地显示了Mo (3 nm)/B4C (0.3 nm)/Si (3.7 nm) 膜层结构，特别是分辨了仅0.3nm的B4C膜层， B和C元素的信号其峰谷和峰顶位置完全一致，可以认为B和C元素的溅射速率相同。为了更好地展现拟合测量的实验数据，选择溅射时间在15~35s范围内测量的深度剖析数据进行定量分析[15]。图6 60×Mo (3 nm)/B4C (0.3 nm)/Si (3.7 nm) GDOES深度谱[14]利用SRIM 软件[16]估算出原子混合长度w为0.6 nm，AFM测量了Mo/B4C/Si多层膜溅射至第30周期时溅射坑底部的粗糙度为0.7nm[14]，对于GDOES深度剖析，由于被测量信号源于样品最外层表面，信息深度λ取为0.01nm。利用（1）与（2）式，调节各元素的溅射速率，并在各层名义厚度值附近微调膜层的厚度，Mo、Si、B（C）元素同时被拟合的最佳结果分别如图7（a）、（b）和（c）中实线所示，对应Mo、Si、B(C)元素的溅射速率分别为8.53、8.95和4.3nm/s，拟合的误差分别为5.5%、6.7%和12.5%。很明显，Mo与Si元素的溅射速率相差不大，但是B4C溅射速率的两倍，这一明显的择优溅射效应是能分辨0.3nm-B4C膜层的原因。根据拟合得到的MRI参数值，由（3）式计算出深度分辨率为1.75 nm，拟合可以获得Mo/B4C/Si多层薄膜中各个层的准确厚度，与HR-TEM测定的单层厚度基本一致[15]。图7 测量的GDOES深度谱数据(空心圆)与MRI最佳拟合结果(实线)：(a) Mo层，(b) Si层，(c) B层；相应的MRI拟合参数列在图中[15]。4 总结与展望从以上深度谱测量实例可以清楚地看到，GDOES深度剖析的应用非常广泛，可测量从小于1nm的超薄薄膜到上百微米的厚膜；从元素H到Lv周期表中的所有元素；从表层到体层；从无机到有机；从导体到非导体等各种材料涂层与薄膜中元素成分随深度的分布，深度分辨率可以达到~1nm。通过对测量深度谱的定量分析，不仅可以获得膜层结构中原始的元素成分分布，而且还可以获得元素的溅射速率、膜层间的界面粗糙度等信息。虽然GDOES深度剖析技术日趋完善，但也存在着一些问题，比如在GDOES深度剖析中常见的溅射坑底部凸凹不平的“溅射坑道效应”（溅射诱导的粗糙度），特别是对多晶金属薄膜的深度剖析尤为明显，这一效应会大大降低GDOES深度谱的深度分辨率。消除溅射坑道效应影响一个有效的方法就是引入溅射过程样品旋转技术，使得各个方向的溅射均等。此外，缩小溅射（分析）面积也是提高溅射深度分辨率的一种方法，但需要考虑提高探测信号的强度，以免降低信号的灵敏度。另外，GDOES深度剖析的应用软件有进一步提升的空间，比如测量深度谱定量分析算法的植入，将信号强度转换为浓度以及溅射时间转换为溅射深度算法的进一步完善。作者简介汕头大学物理系教授 王江涌王江涌，博士，汕头大学物理系教授。现任广东省分析测试协会表面分析专业委员会副主任委员、中国机械工程学会高级会员、中国机械工程学会表面工程分会常务委员；《功能材料》、《材料科学研究与应用》与《表面技术》编委、评委。研究兴趣主要是薄膜材料中的扩散、偏析、相变及深度剖析定量分析。发表英文专著2部，专利十余件，论文150余篇，其中SCI论文110余篇。代表性成果在《Physical Review Letters》，《Nature Communications》，《Advanced Materials》，《Applied Physics Letters》等国际重要期刊上发表。主持国家自然基金、科技部政府间国际合作、广东省科技计划及横向合作项目十余项。获2021年广东省科技进步一等奖、2021年广东省高校科研成果转化路演赛“新材料”小组赛一等奖、2021年粤港澳高价值大湾区专利培育布局大赛优胜奖、2020年广东省高校科研成果转化路演赛“新材料”小组赛一等奖、总决赛一等奖。昆山书豪仪器科技有限公司总经理 徐荣网徐荣网，昆山书豪仪器科技有限公司总经理，昆山市第十六届政协委员；曾就职于美国艾默生电气任职Labview设计工程师、江苏天瑞仪器股份公司任职光谱产品经理。2012年3月，作为公司创始人于创立昆山书豪仪器科技有限公司，2019年购买工业用地，出资建造12300平方米集办公、研发、生产于一体的书豪产业化大楼，现已投入使用。曾获2020年朱良漪分析仪器创新奖青年创新入围奖；2019年昆山市实用产业化人才；2019年江苏省科技技术进步奖获提名；2017年《原子发射光谱仪》“中国苏州”大学生创新创业大赛二等奖；2014年度昆山市科学技术进步奖三等奖；2017年度昆山市科学技术进步奖三等奖；多次获得昆山市级人才津贴及各类奖励项目等。主持研发产品申请的已授权专利47项专利，其中发明专利 4 项，实用新型专利 25项，外观专利7项，计算机软件著作权 11项。论文2篇《空心阴极光谱光电法用于测定高温合金痕量杂质元素》，《Application of Adaptive Iteratively Reweighted Penalized Least Squares Baseline Correction in Oil Spectrometer 》第一编著人；主持编著的企业标准4篇；承担项目包括3项省级项目、1项苏州市级项目、4项昆山市级项目；其中：旋转盘电极油料光谱仪获江苏省工业与信息产业转型升级专项资金--重大攻关项目（现已成功验收，获政府补助660万元）、江苏省首台（套）重大装备认定、江苏省工业与信息产业转型升级专项资金项目、苏州市姑苏天使计划项目等；主持研发并总体设计的《HCD100空心阴极直读光谱仪》、《AES998火花直读光谱仪》、《FS500全谱直读光谱仪》《旋转盘电极油料光谱仪OIL8000、OIL8000H、PO100》均研发成功通过江苏省新产品新技术鉴定，实现了产业化。参考文献：[1] GRIMM, W. 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DLC概述 DLC（Diamond Like Carbon，类金刚石）是一种含有金刚石结构（sp3键）和石墨结构（sp2键）的亚稳非晶态物质，具有以sp3键碳共价结合为主体并混合有sp2键碳的长程无序立体网状结构。DLC材料作为21世纪战略新材料之一，因具备质量稳定（化学惰性），硬度高，耐磨、耐腐蚀性好，摩擦系数低，与基体结合力强以及生物相容性好等优良性能，被广泛应用于机械、汽车、光学、医疗、包装印刷和电子材料等领域。研究表明，DLC膜的性质主要由sp2和sp3键的相对含量所决定。但由于sp3键的含量变化范围广，在不同工艺条件下制备的DLC膜的性能也有所不同。因此，表征DLC膜中碳原子的杂化和成键方式对研究其改性和制备工艺的改良极其重要。 X射线光电子能谱仪（XPS）拥有高表面灵敏（10 nm）和高空间分辨(10 um)的元素组分、元素含量以及化学态解析能力，结合离子束剥离技术和变角度XPS技术，还可以对膜层结构进行深度分析。此外，利用反射式电子能量损失谱（REELS），能够获得碳原子的杂化与成键方式。因此，结合XPS和REELS就能够实现对DLC薄膜中sp2/sp3碳含量的全面表征。DLC应用领域REELS基本原理 电子能量损失谱学是研究材料性质的重要手段，它通过分析电子束与材料相互作用过后的非弹性散射电子的能量损失分布，获取材料的本征信息。其原理是利用已知动能的电子束轰击材料，入射电子经历和材料原子的非弹性碰撞，而发生角度偏转与能量交换，能量交换过程来源于对材料的电子态激发，它因而包含了材料的能带结构信息。REELS是反射式电子能量损失谱，利用特定能量的电子束为激发源，与样品发生非弹性碰撞后测量其反射电子的能量分布。这种能量分布包含由于激发原子态、芯能级和价带跃迁、材料带隙等引起的离散能量损失特征。因此，利用REELS可以进行表面电子态、化学态分析，半导体带隙的测量，碳sp2/sp3杂化的鉴定，H的半定量分析等。REELS原理的示意图应用根据在2005年德国工程师学会上制定的“碳涂层"标准，可将DLC薄膜分为不同的种类。若已知薄膜中的碳sp2、sp3杂化键的比例以及氢含量，即可获得不同性能特征的DLC薄膜，并根据三元相图确定样品所对应的DLC膜的种类(如下图所示)。sp3、sp2和H成分组成的DLC三元相图（t=tetrahedral四面体,a=amorphous无定型, C=carbon碳, H=hydrogenated氢化）结合XPS和REELS可以获得样品中sp2、sp3杂化碳的信息，从而判断出DLC薄膜的种类。下图（左）展示了, XPS对不同工艺下制备的DLC薄膜的定性和定量分析结果：结合能在284.5±0.2 eV和285.5±0.2 eV的特征峰分别归因于sp2碳和sp3碳，并获得了不同样品中sp2/sp3碳的比值。为进一步鉴定样品中碳的sp2/sp3杂化，对样品进行了原位REELS表征，结果见下图（右）。C 1s core-loss采谱的能量范围为E=280-320 eV。谱图主要存在两个特征峰：～285 eV处代表了1s→π*跃迁峰；～292 eV处出现的是1s→σ*跃迁峰。REELS结果表明在Graphite、a-C、a-C:H和ta-C样品中都存在较强的π和π+σ等离子体损失峰。π等离子体峰宽度较小，π+σ等离子体峰展宽较大，π-等离激元的强度与不饱和键的数量有关，且晶体中的激发过程比非晶态的激发过程复杂得多。总之，REELS证明了样品中sp2、sp3杂化碳的存在，且二者在不同碳材料中的比例各不相同。不同类型碳材料的XPS（左）和REELS（右）谱图结果：a-C（无氢类金刚石碳膜）；a-C:H（氢化类金刚石碳膜） ta-C（四面体非晶碳） Diamond (金刚石) Graphite (石墨)结论PHI VersaProbe系列XPS可搭载REELS分析装置，利用XPS评估DLC薄膜中sp2/sp3的比例，并借助REELS进一步鉴定碳的sp2和sp3杂化，二者相辅相成。总而言之，结合XPS和REELS可实现对碳材料样品的原位表征，快速评估DLC薄膜样品的性能，以辅助科研人员深入研究DLC薄膜。

p　　strong仪器信息网讯 /strong2019年10月31日，由牛津仪器主办的“2019牛津仪器等离子技术研讨会——光电及微机电器件制造工艺解决方案”在湖北武汉隆重举行。本次会议是一次针对等离子技术在光电及微机电应用领域的信息共享盛会，参会人数近百人。来自中山大学、华中科技大学、德国Axitron、深圳珑璟光电、湖南启泰传感科技、以及牛津仪器的技术专家为到会人员讲解了半导体行业前沿动态和等离子技术应用实例。仪器信息网在会议期间采访了牛津仪器等离子技术部中国区经理陈伟和中国区市场与工艺高级部门经理方子文博士，听两位大咖谈半导体产业和等离子技术的最新进展。/pp　　牛津仪器等离子技术部中国区经理陈伟首先对到场人员表示欢迎，并作“牛津仪器等离子技术部全产品介绍”的报告。牛津仪器诞生在牛津大学，并在1959年成为第一家独立于牛津大学的商业机构，恰好今年也是牛津仪器的60岁生日。世界只有一个硅谷，在美国 世界只有一个光谷，即武汉光电发展产业园，这也是牛津仪器选择在武汉举办第三次用户会的原因。牛津仪器目前关注的重点主要有三部分：光电子、传感器、射频和功率器件 并且牛津仪器超过50%的用户都是量产型用户。其他在研的领域还有二维材料和原子层镀膜刻蚀等，这些领域可能在未来3-5年后才会产生应用。牛津仪器等离子产品主要集中在刻蚀和沉积两块，陈经理介绍了铌酸锂在体声波传感器应用、ICP、PECVD 离子束产品、离子束刻蚀、离子束沉积等内容。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/8dacdfad-60e0-4a08-957b-8b2be967ceec.jpg" title="陈伟.jpg" alt="陈伟.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong牛津仪器等离子技术部中国区经理 陈伟/strong/pp　　中山大学教授蔡鑫伦作“基于硅-铌酸锂复合基底的马赫-曾德尔调制器”的报告。光电子芯片是光通信的基石，而硅基光电子器件是目前最有前景的集成平台，具有高集成度和CMOS兼容带来的低成本等优势。硅基电光调制器是其中最重要的部分，能把电域转化成光域，使得器件速率提高。硅基电光调制器目前主要有传统硅基调制器和硅基异质集成两种(如石墨烯/硅、聚合物/硅、磷化铟/硅、铌酸锂/硅等)。铌酸锂材料具有优秀的电光、声光、压电等性质，但面临折射率差小、尺寸大、集成度低、效率低等问题。使用干法刻蚀工艺制备的铌酸锂薄膜材料在垂直方向上可形成高折射率差，具有折射率差大、尺寸小、集成度高、效率高等优势。2018年，哈佛大学发表的铌酸锂材料做到了半波电压1.4V，电光带宽40GHz，速率210Gbit/s 2019年，中山大学取得了进一步的突破，半波电压提升到1.6V，电光带宽提升到了45GHz，速率提升到了220Gbit/s。铌酸锂薄膜与硅光结合，全面突破电光调制器的性能瓶颈，能够更好地支撑下一代光通信技术。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/176f1ba3-e146-4a90-944a-6284c5ea47b0.jpg" title="蔡鑫伦.jpg" alt="蔡鑫伦.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "　　strong中山大学教授 蔡鑫伦/strong/pp　　牛津仪器等离子技术部邓丽刚作“磷化铟半导体化合物光子器件等离子等离子刻蚀工艺综述”的报告。邓丽刚在牛津仪器工作了超过25年，在等离子刻蚀等领域具有超过30年的经验,长期在英国从事等离子体刻蚀等方面的工作。磷、铟等广泛应用于光电子器件中，报告中介绍了不同的器件对于工艺的基本要求、基本的等离子体概念、由基本概念引申出等离子体刻蚀影响因素以及如何利用这些概念调制刻蚀形貌 还介绍了DFB激光器的刻蚀工艺、器件损伤和工艺的重复性等。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/8c3e4706-f280-4738-9372-fd82b27bf801.jpg" title="邓丽刚.jpg" alt="邓丽刚.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong牛津仪器等离子技术部 邓丽刚/strong/pp　　湖南启泰传感科技有限公司董事长王国秋作“薄膜压力传感器与物联网发展”的报告。压力传感器，由于压力源会造成表面变形，导致破坏性作用，使得传感器面临损坏、失效、寿命缩短等问题，目前国内主要使用进口产品。湖南启泰传感制造的压力传感器应用了金属基底，不但弹性更好、稳定性高、可靠性好、温度适应性好(-200℃-200℃)，而且避免了使用硅和陶瓷材料的极端高压适应性问题 王总还以消防行业为例，阐述了物联网动态监测对于下一代压力传感器的革命性变革。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 237px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/c07e59d6-debf-4766-9d80-6a00a7129eb6.jpg" title="湖南启泰传感科技有限公司董事长 王国秋.jpg" alt="湖南启泰传感科技有限公司董事长 王国秋.jpg" width="400" height="237" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong湖南启泰传感科技有限公司董事长 王国秋/strong/pp　　深圳珑璟光电技术有限公司赵硕博士作“AR光学方案趋势”的报告，介绍了AR和VR市场目前发展趋势及相关技术方案、衍射波导相关内容以及AR仪器在现实场景中的应用。赵博士认为，VR和AR市场取代手机是一个必然的发展趋势，2025年AR市场将达到8000亿美金以上。华为、英特尔、高通、微软、苹果等行业巨头已经在AR领域开始布局，其中，AR眼镜产品将成为焦点，而光学模组限制了AR场景的使用，且成本占比接近50%，是AR产品的重要元部件。 赵博士介绍了深圳珑璟光电在棱镜、Birdbath、阵列光波导、光栅的产品研发计划以及在G端、B端、C端的应用。br//pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/0faa9bd8-d9dd-4e5a-8c16-0e3d45edf8fd.jpg" title="赵硕.jpg" alt="赵硕.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong深圳珑璟光电技术有限公司 赵硕/strong/pp　　华中科技大学引力中心刘骅锋教授作“基于硅基刻穿工艺的高精度MEMS加速度计”的报告，介绍了MEMS火星微震加速度计原理及关键技术，包括高深宽比体硅刻穿工艺、高精度位移传感技术、电磁力反馈控制技术、温度自补偿技术、冲击过载保护技术、低应力封装技术等。刘教授还在现场播放了来自火星的风声，令现场观众耳目一新。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/d22f4dee-1b9e-414c-9444-386f844bd6ce.jpg" title="刘骅锋.jpg" alt="刘骅锋.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong华中科技大学 刘骅锋/strong/pp　　牛津仪器等离子技术部邓丽刚作“VCSEL及其他镓砷-铝镓砷等离子刻蚀工艺”的报告，通过大量实例介绍了VCSEL解决方案和镓砷-铝镓砷的刻蚀工艺。报告后，邓丽刚向参会观众提出两个与VCSEL有关的基础性问题，并为两位答题观众颁发了奖品。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/c03d2870-7b58-4670-a0b6-6d1d35a372c2.jpg" title="邓丽刚为答题者颁奖.jpg" alt="邓丽刚为答题者颁奖.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong牛津仪器等离子技术部邓丽刚为答题者颁奖/strong/pp　　Axitron公司中国区市场与工艺高级部门经理方子文博士作“III/V族光电设备的大批量外延制造”的报告，介绍了VCSEL具体在砷化镓基、磷化铟基方面的应用以及Micro LED在显示方面标杆性的工作。方博士表示，VCSEL器件的出现已经很多年历史，但落实到生产要考虑到良率等问题，比如在均匀性方面，要考虑厚度均匀性、组分均匀性，另外也要考虑成本问题 尺寸在50微米以下的Micro LED产品，在未来必然会替代LCD、OLED等，但这离不开业界的努力，其市场相比于LED照明市场更加广阔，是LED市场的10倍以上。市面上见到的Micro LED产品其实还没有实现量产，而目前工业届最大的问题就是量产，Axitron公司也正在解决如何实现低成本、高良率生产问题，因为只有这样才能打开更广阔的市场。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/db4f3c98-a467-4476-8443-c2b69cc8e72a.jpg" title="方子文.jpg" alt="方子文.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strongAxitron公司中国区市场与工艺高级部门经理 方子文/strong/pp　　牛津仪器纳米分析部马岚博士作“半导体材料的表面分析”的报告，介绍了EDS及EBSD在半导体中的应用以及原子力显微镜在半导体中的应用。EBSD主要用于长程有序的结晶半导体样品分析，如微焊点等。EBSD能通过采集周期性样品表面所产生的衍射电子信号，确定样品晶体结构、晶粒取向、晶粒尺寸和界面分布，可以用于芯片的失效分析。随后，马岚博士也就原子力显微镜如何分析半导体表面粗糙度、形貌、缺陷等进行了详细介绍。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/e05c777d-cf78-47be-8e59-4999118212af.jpg" title="马岚.jpg" alt="马岚.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"/ /pp style="text-align: center "strong 牛津仪器 马岚/strong/pp style="text-align: center "strongimg style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 400px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/02f3ede5-bd2f-4713-b0d0-d61cde0ce5ee.jpg" title="颁奖_副本.png" alt="颁奖_副本.png" width="400" height="400" border="0" vspace="0"//strong/pp style="text-align: center "strong牛津仪器为报告人颁奖/strong/pp style="text-align: left "　　仪器信息网还在会议期间采访了牛津仪器等离子技术部中国区经理陈伟和Axitron公司中国区市场与工艺高级部门经理方子文博士，了解国内半导体产业发展现状与等离子技术发展的趋势。br//pp　　strong牛津仪器：/strongstrong以客户需求为中心 以行业应用为导向/strong/pp　　陈经理谈到，得益于国内政策导向的支持与半导体芯片企业的飞速发展，牛津仪器凭借着每年10%以上的科研投入保持着两位数的高速增长。一方面，牛津仪器迎合客户需求，积极推陈出新，关注化合物半导体的发展，尤其是在光电、能源领域 另一方面，牛津仪器积极发展等离子体技术，比如在等离子体低损伤方面，不同于传统ICP以时间为单位，新型原子层刻蚀以每个Cycle为单位，刻蚀可以控制在原子层级别，精度大幅提升。/pp　　牛津仪器目前超过50%的用户都是量产型用户，通过举办类似的线下用户会，与用户面对面交流，第一时间了解到用户的问题和攻克的难点，确定攻克方向上的优先顺序。在传统领域，牛津仪器主要是帮助量产型用户提升产能、良率 在新领域研发方面，牛津仪器也在关注二维材料等领域，虽然三到五年内尚不会成为主流，但其发展潜力看好。包括砷化镓，碳纳米管以及二硫化钼等低维材料都有希望成为替代硅的晶体管材料。目前，客户对等离子技术的需求日益提高，以无机材料中的化合物半导体为例，随着芯片的迭代升级，对频率和功率的要求更加严格，不仅要朝着刻蚀的无损化的方向发展，还要求一台设备能对应更多类型的材料，这都是牛津仪器目前在研发的方向。/ppstrong　　Axitron公司：将与牛津仪器密切合作 携手促进等离子技术发展和半导体相关产业升级/strong/pp　　方博士表示，Axitron公司与牛津仪器是上下游的合作关系，比如在薄膜的沉积和刻蚀方面，双方合作攻克新材料，从硅基材料到新型化合物半导体材料，如砷化镓及磷化铟等新兴材料。目前，化合物半导体材料在性能上比硅强，但是化合物半导体材料的普及主要还是集中在成本上，这包括了整个行业长期的质量验证过程以及行业整体“量”上的提升。以LED蓝宝石衬底为例，过去单片成本高昂，但随着政府的支持和大量工厂的兴起，单片成本大幅降低。在这个过程中，科研用户在化合物半导体领域进行初筛，选择最具量产前景的半导体新材料 工业用户主要负责降低单位成本，比如基台的成本和消耗，保证产能和良率的提升和化学源效率的提高。/pp　　对于国内半导体产业面临的问题，方博士也指出，国内产业在数据分析方面还停留在初级阶段，产品质量出现问题才由工程师人为分析，尚未建立起工业的自动化，进行常见参数如温度、压力与对应产品批次的质量分析。对于国内半导体产业技术相对落后的问题，牛津仪器和Axitron公司也经常为客户做一些技术分享，帮助半导体相关产业升级。/pp　　陈经理最后谈到，中国市场对于牛津仪器意义非凡，在整个亚太市场都占有很高的比重，牛津仪器也会重视中国市场的巩固与开拓，未来考虑将在上海建立DEMO实验室，帮助用户提供专业解决方案。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/aa4ca30d-bd3b-434f-ab51-7ad34ef13c6c.jpg" title="Axitron公司方子文博士（左）和牛津仪器经理陈伟（右）.jpg" alt="Axitron公司方子文博士（左）和牛津仪器经理陈伟（右）.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strongAxitron公司方子文博士(左)和牛津仪器等离子技术部中国区经理陈伟(右)/strong/pp　　本次会议在武汉隆重举行，牛津仪器与用户进行了深入的交流讨论，对于用户痛点以及未来的发展方向有了更加清晰的认知，也帮助用户解决了科研生产中的工艺问题，会议取得了圆满成功。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 266px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/897cf5fb-7e61-4f7d-9275-41ac011fb8f7.jpg" title="获奖.jpg" alt="获奖.jpg" width="400" height="266" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong研讨会期间还举办了抽奖环节，牛津仪器为与会老师提供了丰富的奖品/strong/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/e67b1886-c314-44cd-b252-629652092789.jpg" title="会后热烈讨论.jpg" alt="会后热烈讨论.jpg" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong会后热烈讨论/strong/ppbr//p

仪器信息网讯 2013 年5 月14 日，由牛津仪器等离子技术公司主办的“牛津仪器纳米级等离子工艺研讨会”在北京举行，来自广大企业及科研院所的160余名用户参加了此次会议。会议现场　　会议就微纳米技术在科研领域的新发展、未来的加工趋势、微纳米结构及器件应用等内容进行了探讨和交流。牛津仪器商务发展总监 Frazer Anderson先生　　牛津仪器商务发展总监Frazer Anderson先生首先介绍了牛津仪器及牛津仪器等离子体技术公司的基本情况。牛津仪器的业务主要分为纳米分析部、工业分析部和服务三大部分。其业务收入目前38%来自亚洲、32%来自欧洲、北美占27%，其他区域占3%。　　牛津仪器等离子体技术公司属于纳米分析部，作为等离子体与沉积处理系统的领导供应商，成立于1982年，拥有超过30年的工艺经验，超过6000件的工艺库，能刻蚀、沉积或使用超过50%的元素周期表中的自然界元素。应用领域包括高亮度发光二极管(HBLED)、微机电系统MEMS、第三代光伏发电及下一代半导体技术等。拥有遍布全球的销售服务网络，并在英国、德国、中国、美国、日本、新加坡等设立了分公司与办事机构。中科院半导体所半导体集成技术研究中心主任 杨富华教授　　杨富华教授介绍了中科院半导体所、半导体技术研究中心、纳米技术在中科院半导体所的应用、半导体所采用的牛津仪器等离子体技术公司的产品使用情况等。他表示举办这样的交流会对于科研人员更好的了解相关领域的前沿动态及技术交流很有帮助。等离子体技术对于未来的科研工作非常重要，我们的研究人员一定要懂得仪器的使用原理，更好的操作仪器，获取出色的研究成果。同时他提出对于仪器公司来说，要想提高在中国的市场占有率，需要在仪器质量、价格、服务及技术打包方案等方面做更多的关注。牛津仪器MEMS首席工艺科学家 Mark McNie先生　　Mark McNie在报告中主要介绍了深硅刻蚀和低温纳米刻蚀技术在微机电系统(MEMS)中的应用。目前微机电系统的主要应用领域包括微机械、微流体、传感器及生物医药等领域。其发展趋势主要在于一体化和复杂化。台湾工研院微系统技术中心经理 Dr.Lin Ching-Yuan　　Lin Ching-Yuan博士在报告中指出微机电系统(MEMS)的市场规模到2017年将达到210亿美元，其2011年的市场规模为102亿美元，年均复合增长率将达到13%。未来在消费品和生物应用领域将发挥重要的角色，晶圆级的组合结构设计、3D一体化设计将成为MEMS的发展趋势，MEMS技术在半导体及移动电话领域的应用需求依然强劲。牛津仪器首席技术官 Dr. Mike Cooke　　Mike Cooke博士介绍了ALD(Atomic layer deposition)原子层沉积系统及其应用。ALD是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法，该技术作为一种先进的薄膜生长技术，已经在高介电和半导体薄膜生长等多方面得到了应用。新型高介电栅介质材料，纳米材料和纳米技术以及3D电子器件等是推动ALD发展重要的需求动力。　　另外，此次交流会中Mike Cooke博士还就纳米薄膜加工工艺面临的问题及解决方案作了介绍。牛津仪器III-V族刻蚀应用首席工艺科学家 邓力刚博士　　邓博士在报告中介绍了激光干涉、光谱发射技术在III-V族刻蚀中的应用，这两种技术均可以很好的用于刻蚀监测及控制刻蚀深度。III-V 族刻蚀工艺优化中应注意了解材料特点，保持腔体干净，另外好的掩膜对于获取良好的刻蚀结果也十分重要。牛津仪器HBLED产品经理 Dr.Mark Dineen　　Mark Dineen博士介绍说PlasmaPro 1000 Astrea刻蚀设备，可以为PSS, GaN 和AlGaInP提供大批量刻蚀提供解决方案。牛津仪器在高亮度发光二极管(HBLED)产业中已具备15年以上的供应设备经验， HBLED制造业要求高产量、高性能和低使用者成本， PlasmaPro1000 Astrea大批量刻蚀设备完全符合以上要求。牛津仪器Ion Beam产品经理 梁杰荣博士　　梁杰荣博士介绍说，Ion Beam(离子束)技术可广泛的用于金属、氧化物和半导体的刻蚀与沉积。随着离子源栅网设计技术的持续改进，将使离子束技术更好的用于纳米结构的精细刻蚀。高离子能量及低压操作将为高质量的光学涂层和金属沉积提供理想的环境。中科院半导体所 王晓东教授　　王晓东教授介绍了Ion Beam Optofab3000 离子束沉积的应用情况。Optofab3000型离子束溅射系统的离子束能量可达几十至1000eV，被溅射出的原子带有10-20eV的能量，比蒸发镀膜高约100倍，薄膜的粘附性及致密度显著提高，靶材的表面原子逐层被撞出来，薄膜以原子层级生长，均匀性好。牛津仪器半导体设备部区域销售经理王宏主持会议　　会议中，与会人员在听取报告后，还就自己感兴趣的问题同专家进行了沟通和交流。现场还特别设置了墙报展，各位专家分别将自己的研究内容同与会人员就行了探讨。现场交流撰稿编辑：秦丽娟

阿贡纳米材料中心的超快电子显微镜，图片自：阿贡国家实验室每个去过大峡谷的人都能体会到靠近自然边缘的强烈感受。同样，美国能源部(DOE)阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)的科学家们发现，当接近一层单原子厚的碳薄膜(石墨烯)边缘时，金纳米颗粒会表现异常。这可能对新型传感器和量子设备的发展产生重大影响。这一发现是通过美国能源部科学用户设施办公室——阿贡纳米材料中心 (CNM) 新建立的超快电子显微镜 (UEM) 实现的。UEM能够实现在纳米尺度和不到一万亿分之一秒的时间尺度内的可视化和现象研究。 这一发现可能会在不断发展的等离子体领域引起轰动，该领域涉及光撞击材料表面并触发电子波，称为等离子体场。多年来，科学家们一直致力于开发具有广泛应用的等离子体设备——从量子信息处理到光电子学（结合光基和电子元件），再到用于生物和医学目的的传感器。为此，他们将具有原子级厚度的二维材料（例如石墨烯）与纳米尺寸的金属颗粒相结合。而要想理解这两种不同类型材料的组合等离子体行为，就需要准确了解它们是如何耦合的。在阿贡最近的一项研究中，研究人员使用超快电子显微镜直接观察金纳米颗粒和石墨烯之间的耦合。“表面等离子体是纳米粒子表面或纳米粒子与另一种材料界面上的光诱导电子振荡，”阿贡纳米科学家Haihua Liu说， “当我们在纳米粒子上照射光时，它会产生一个短寿命的等离子体场。当两者重叠时，我们 UEM 中的脉冲电子与这个短寿命场相互作用，电子要么获得能量，要么失去能量。然后，我们收集那些使用能量过滤器获得能量的电子来绘制纳米粒子周围的等离子体场分布。”在研究金纳米粒子时，Liu和他的同事发现了一个不寻常的现象。当纳米颗粒位于石墨烯薄片上时，等离子体场是对称的。但是当纳米颗粒靠近石墨烯边缘时，等离子体场在边缘区域附近集中得更强烈。Liu说：“这是一种非凡的新思考方式，可以思考我们如何利用纳米尺度的光以等离子体场和其他现象的形式操纵电荷。” “凭借超快的能力，当我们调整不同的材料及其特性时，很难预测我们将看到什么。”整个实验过程，从纳米粒子的刺激到等离子体场的检测，发生在不到几百千万亿分之一秒内。CNM 主管 Ilke Arslan 表示：“CNM 在容纳 UEM 方面是独一无二的，该 UEM 对用户开放，并且能够以纳米空间分辨率和亚皮秒时间分辨率进行测量。” “能够在如此短的时间窗口内进行这样的测量，开启了对非平衡状态中大量新现象的研究，而我们以前没有能力探测到这些现象。我们很高兴能够提供这种能力给国际用户。”对于这种纳米颗粒-石墨烯系统的耦合机制的理解，将是未来开发令人兴奋的新型等离子体装置的关键。基于这项研究的论文“使用超快电子显微镜可视化等离子体耦合”（Visualization of Plasmonic Couplings Using Ultrafast Electron Microscopy）发表在 6 月 21 日的《Nano Letters》上，DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c01824。除了 Liu 和 Arslan，其他作者还包括 Argonne 的 Thomas Gage、Richard Schaller 和 Stephen Gray。印度理工学院的 Prem Singh 和 Amit Jaiswal 也做出了贡献，武汉大学的 Jau Tang 和 IDES, Inc. 的 Sang Tae Park 也做出了贡献（日本电子于2020年初收购超快时间分辨电镜商IDES）。文：Jared Sagoff，阿贡国家实验室关于CNM新建立的超快电子显微镜 (UEM)CNM 的超快电子显微镜 (UEM) 是一种独特的工具，可供美国能源部纳米科学研究中心的用户使用。CNM超快电子显微镜实验室。左起顺时针:Thomas Gage, Haihua Liu和Ilke ArslanUEM 的应用是利用电子研究纳米级材料中的超快（亚皮秒）结构和化学动力学，这是一个广受关注的新兴科学领域。CNM的 UEM 结合了以下功能：■具有高重复率的可调谐飞秒激光器■产生脉冲电子束的多种途径■配备高灵敏度相机和电子能量过滤的同步激光泵浦脉冲透射电子显微镜CNM精心设计的UEM打开了通向任何标准电子显微镜都不具备的科学理解领域的大门，即理解亚纳米空间分辨率材料中的快速(亚皮秒到纳秒)动力学和短期亚稳态相。它代表了一种关键的分析工具，可以提供超快的结构和化学变化，以广泛的系统。在未来几年，通过开发超快的电气和机械触发机制，CNM期望开发具有基础和设备相关性的新型样品环境和样品激发途径。结合超快探测，这将允许深入了解电场和应变的非平衡现象。例如，人们可以探索声学声子模式在量子信息科学感兴趣的材料和系统中产生的应变随时间变化的影响，例如金刚石或碳化硅中的空位缺陷。在纳米科学的许多领域中，UEM 在促进对瞬态过程的理解方面具有很高的价值，例如激子定位、短寿命亚稳相、光致分离、拓扑材料动力学、等离子体系统、分子马达和磁波动等。连同理论建模，UEM 将为纳米科学界提供对纳米材料的前所未有的理解。阿贡国家实验室是 1946 年在伊利诺伊州杜佩奇县成立的第一个也是最大的国家实验室。 美国能源部资助阿贡国家实验室和芝加哥阿贡大学有限责任公司管理该实验室。 阿贡国家实验室前身是芝加哥冶金实验室，也是恩里科费米 (Enrico Fermi) 第一个受控核链式反应演示的所在地。 目前，阿贡实验室由阿贡先进光子源、阿贡串联直线加速器系统组成，开展基础科学研究、清洁能源实验、全国环境问题管理，最重要的是审查和监测国家安全风险。

p　　7月5日，国际应用物理类学术期刊《应用物理学杂志》(JAP)发表了中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室等离子体学科研究论文A diffuse plasma jet generated from the preexisting discharge filament at atmospheric pressure，论文通讯作者为该所博士汤洁。文章的创新性和重要性受到了期刊编委会和评审专家的高度评价，被遴选为当期的封面文章和亮点文章。/pp　　作为一种新型、经济、便捷的等离子体发生技术，大气压低温等离子体射流在材料加工与改性、薄膜层积、纳米颗粒制造、器械表面洗消、生物组织结构与功能恢复、微生物诱变育种等领域都具有独特的技术优势和良好的应用前景。均匀、弥散、大面积低温等离子体射流的研发，一直以来是该学科领域研究的重点和难点。该论文打破传统气体放电中采用降低电离率或提高预电离水平来获取均匀弥散等离子体的思维，建立不同学科领域(光学与等离子体)物质传播与输运相同或相似性理念，首次将“透镜扩束”概念引入低温等离子体领域，提出“电场透镜模型”，构建大气压均匀弥散放电新的基础理论，通过巧妙合理的电极结构设计，在大气压环境中成功实现气体放电从细丝到弥散的转变，并基于Possion模型，阐释了气体放电中弥散等离子体形成机制。/pp　　该成果为生成大气压均匀弥散等离子体提供了又一重要指导思想，将对低温等离子体技术应用的推广起到重要促进作用。/pp style="text-align: center "img title="2.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/9291bafc-42d5-4e1a-88a1-90fc9b5e86ea.jpg"//pp style="text-align: center "strong当期期刊封面/strong/p

目前的科创板上市公司中，大都是各自领域的“领跑者”，即将正式登陆科创板的拓荆科技股份有限公司（以下简称“拓荆科技”、“公司”）就是典型代表。　　拓荆科技成立于2010年4月，是辽宁省及沈阳市重点培育的上市后备企业和中国半导体设备五强企业，主要从事高端半导体专用薄膜沉积设备的研发、生产以及技术服务，产品包括等离子体增强化学气相沉积（PECVD）设备、原子层沉积（ALD）设备和次常压化学气相沉积（SACVD）设备三个产品系列，是目前国内唯一一家产业化应用的集成电路PECVD、SACVD设备厂商。公司产品已广泛应用于中芯国际、华虹集团、长江存储、长鑫存储、厦门联芯、燕东微电子等国内晶圆厂14nm及以上制程集成电路制造产线，在不同种类芯片制造产线的多道工艺中得到商业化应用。同时已展开10nm及以下制程产品验证测试，在研产品已发往国际领先晶圆厂参与其先进制程工艺研发。　　薄膜沉积设备技术门槛高，研发难度大。拓荆科技立足自主创新，先后承担多项国家重大科技专项课题，在半导体薄膜沉积设备领域积累了多项研发及产业化的核心技术，并达到国际先进水平。其中，公司先进的薄膜工艺设备设计技术、反应模块架构布局技术、半导体制造系统高产能平台技术等核心技术，不仅解决了半导体制造中纳米级厚度薄膜均匀一致性、薄膜表面颗粒数量少、快速成膜、设备产能稳定高速等关键难题，还在保证实现薄膜工艺性能的同时，提升客户产线产能，减少客户产线的生产成本。　　拓荆科技的产品已基本全面实现了我国芯片制造产业在介质薄膜沉积设备领域摆脱对海外厂商的依赖，补强了我国在集成电路产业链关键环节的实力，为我国建立芯片体系贡献力量。　　公司聚焦的半导体薄膜沉积设备与光刻机、刻蚀机共同构成芯片制造三大主设备。拓荆科技经过十多年的技术积累，已形成覆盖二十余种工艺型号的薄膜沉积设备产品，可以适配国内最先进的28/14nm逻辑芯片、19/17nm DRAM芯片和64/128层3D NAND FLASH晶圆制造产线，满足下游集成电路制造客户对于不同材料、不同芯片结构薄膜沉积工序的设备需求。其中，PECVD设备已全面覆盖逻辑电路、DRAM存储、FLASH闪存集成电路制造各技术节点产线多种通用介质材料薄膜沉积工序，并研发了LokⅠ、LokⅡ、ACHM、ADCⅠ等先进介质材料工艺，一举打破了薄膜沉积设备长时间被欧美和日本厂商垄断的局面。凭借长期技术研发和工艺积累，拓荆科技已经成为可与国际巨头直接竞争的半导体高端设备制造厂商。　　作为注册制改革的“试验田”和定位于支持“硬科技”产业的融资板块，科创板成立近三年以来，基础制度不断完善，上市条件的包容度和适应性不断提升和增强，吸引了一大批硬科技企业选择到科创板发行融资，其中不乏大量尚未盈利、存在特殊股权结构的硬科技企业。在科创板这块“试验田”支持硬科技发展的示范引领作用下，拓荆科技选择到科创板发行股票上市获得融资支持，持续加大研发投入。　　拓荆科技在科创板发行上市主要是为开展配适10nm以下制程的PECVD产品研发、开发Thermal ALD和大腔室PE ALD，以及升级SACVD设备，研发12英寸满足28nm以下制程工艺需要的SACVD设备募集社会资金，并借助募集资金开发中国台湾市场。在加强产品技术研发的同时，拓荆科技上市后，还将逐步培育和完善国内相关产业链，通过与国内供应商的深度合作与磨合，推动设备关键部件的开发及验证，提高设备零部件的国产化率以及产品品质。同时，公司还将利用国产设备厂商的综合优势，为客户提供定向的技术开发与服务，以此助力半导体产业链发展，保障产业链的技术先进性。

表面等离子体共振技术（简称“SPR”，Surface Plasmon Resonance）是利用了金属薄膜的光学耦合产生的一种物理光学现象。自从1982年 Nylander 等首次将SPR 技术用于免疫传感器领域以来，表面等离子体光学生物传感器得到了深入研究和广泛的应用，已经成为研究生物分子相互作用（Biomolecular Interaction Analysis，简称“BIA”）的主要手段。仅在近 3、4 年间，有关这方面的文章多达几千篇，其研究内容涉及蛋白质-蛋白质、蛋白质-DNA、DNA-DNA、抗原-抗体及受体-配体等的相互作用。商品化的光学生物传感器可在无标记的情况下实时地进行生物分子间相互作用的研究，有力地推动了分子识别这一学科的发展，已经成为生命科学和医药研究中的一种重要手段。目前市场上的商品化SPR检测仪几乎都是通过角度测量实现对生物体系的测定。而在多年的实践中，其测量方式（依靠角度表征）的局限使其在灵敏度、动态范围、测试速度及稳定性等方面都出现了不可逾越的阻碍。有鉴于此，热电科技仪器有限公司（Thermo Electron Corporation）分子光谱部（既原来的美国尼高力仪器公司）以其近四十年傅立叶变换红外（FTIR）技术结晶结合最新的 SPR 专利技术（U.S. Patent No. 6330062）推出了崭新的傅立叶变换型表面等离子共振检测仪，突破了传统角度表征型SPR检测仪理论设计极限。为了更好的将FT-SPR介绍给中国的生命科学专家学者，我们邀请了美国的 Eric Y. Jiang 博士准备在长春、上海和北京等地举办系列FT-SPR专题技术讲座。时间大约在2006年7月。请感兴趣的专家填写回执，我们将根据回执发送第二轮通知，谢谢！回执请寄：热电(上海)科技仪器有限公司 分子光谱部 北京市金融街23号 平安大厦1018室 邮编：10003电话: +86 10 5850 3588-3238 传真: +86 10 6621 0845 Email: ming.xin@thermo.com idealsky@sohu.com 联系人:辛 明

近年来，研究人员和业内主要厂商已将研发重心转向微型化、便携式且低成本的光谱仪系统，使之可以在日常生活中实现现场、实时和原位光谱分析的许多新兴应用。然而，受到过度简化的光学设计和紧凑型架构的机械限制，微型光谱仪系统的实际光谱识别性能通常远低于台式光谱仪系统。如今，克服这些限制的一种策略便是在光子方法学中引入深度学习（DL）进行数据处理。据麦姆斯咨询报道，近日，美国纽约州立大学布法罗分校（University at Buffalo，the State University of New York）与沙特阿卜杜拉国王科技大学（King Abdullah University of Science & Technology）的联合科研团队在Nature Communications期刊上发表了以“Imaging-based intelligent spectrometer on a plasmonic rainbow chip”为主题的论文。该论文第一作者为Dylan Tua，通讯作者为甘巧强（Qiaoqiang Gan）教授。在这项研究工作中，研究人员开发了一种紧凑型等离子体“彩虹（rainbow）”芯片，能够实现快速、准确的双功能传感，其性能可在特定条件下超越传统的便携式光谱仪。其中的分光纳米结构由一维或二维的梯度金属光栅构成。该紧凑型等离子体光谱仪利用普通相机拍摄的单幅图像，即可精确地获得照明光源光谱的光谱信息和偏振信息。在经过适当训练的深度学习算法的辅助下，研究人员仅用单幅图像就能表征葡萄糖溶液在可见光光谱范围内的双峰和三峰窄带照明下的旋光色散（ORD）特性。该微型光谱仪具有与智能手机和芯片实验室（lab-on-a-chip）系统集成的潜力，为原位分析应用提供新的可能。研究人员利用彩虹捕获效应（rainbow trapping effect）来开发片上光谱仪系统。图1展示了该研究工作所提出的片上光谱仪和一维彩虹芯片的设计原理。如图1a所示，该光谱仪利用等离子体啁啾光栅实现分光功能。这种表面光栅几何形状的逐渐变化，导致了局部等离子体共振的空间调谐（即为光捕获“彩虹”存储）。如图1b所示，研究人员采用聚焦离子束铣削技术，在300 nm的银（Ag）薄膜上制备了啁啾光栅。当白光垂直入射时，通过简单的反射显微镜系统（如图1c），就可以观察到明显的“彩虹”色图像，如图1d的顶部所示，该现象源于光栅引发的等离子体共振。图1 片上光谱仪的等离子体啁啾光栅根据这些空间模式图像，可以建立共振模式与入射波长一一对应的关系，这是片上光谱仪的基础。因此，研究人员探讨了该光谱仪对任意光谱特征的空间分辨能力。通过深度学习辅助的数据处理和重建方法，研究人员利用这种分光功能可以构建用于光学集成的智能化、微型化光谱仪平台。具体而言，研究人员提出了基于深度学习的智能彩虹等离子体光谱仪概念，并构建了带有等离子体啁啾光栅的光谱仪示例，如图2所示。该光谱仪利用深度神经网络预测了所测量的共振模式图像中的未知入射光光谱，而无需使用传统的线性响应函数模型。实验中的光谱仪架构如图2a所示。智能光谱仪主要由三部分构成：空间模式、预训练神经网络以及对应的波长。图2 基于深度学习的数据重建光谱分辨率是评价传统光谱仪性能的重要参数之一。因此，研究人员对该光谱仪的分辨率做了详细测试，测试结果如图3所示。图3 智能等离子体光谱仪的分辨率以上初步测试数据表明，智能彩虹芯片光谱仪具有实现高分辨率光谱分析的潜力，其性能可与传统台式光谱仪相媲美。随后，研究人员将一维光栅扩展到二维，以利用紧凑型智能等离子体光谱仪实现偏振光谱的测定，其性能超越了传统的光学光谱仪系统。同时，研究人员展示了等离子体彩虹芯片光谱仪可以引入简化、紧凑且智能的光谱偏振系统，具有准确且快速的光谱分析能力。图4a为具有梯度几何参数的二维光栅。图4 用于测定偏振光谱的二维啁啾光栅接着，研究人员利用该二维偏振光谱仪芯片对旋光色散进行了简单而智能的表征。图5a为传统的旋光色散系统测量由物质引起的旋光度随入射波长的函数变化。最后，研究人员展示了将二维光栅作为光谱偏振系统，并介绍了用于葡萄糖传感应用的示例。图5 更简单、准确且智能的光谱偏振分析综上所述，本研究中提出了一种集成了片上彩虹捕获效应与紧凑型光学成像系统的智能芯片级光谱仪。研究结果表明，该等离子体芯片可以在可见光光谱（470 nm - 740 nm）范围内区分不同的照明峰值。该芯片充分利用其波长敏感结构，能够根据照明光谱峰值显示不同的等离子体共振模式。随后将芯片扩展到二维结构，共振模式的复杂性增加，从而在入射光偏振方面提供更多信息。通过使用片上共振模式的空间和强度分布图像来训练深度学习算法，研究人员在同一系统内分别实现了光谱分析和偏振分析。随后，研究人员利用一种将旋光引入透射光的手性物质（即葡萄糖），证明了所提出光谱仪在旋光色散传感方面的可行性，旋光色散是一种有助于手性物质检测和定量的偏振特异性特征。深度学习模型的分析表明，该算法能够基于等离子体芯片的共振模式准确预测葡萄糖引入的旋光。即使在分析多峰照明下的共振模式时，这种性能也得到了保留。这种由深度学习支持的基于图像的光谱仪能够通过利用纳米光子平台的单幅图像同时进行光谱分析和偏振分析。因此，该光谱仪标志着在单一紧凑型且轻量化设计中实现了高性能的光谱偏振分析，为深度光学和光子学在医疗保健监测、食品安全传感、环境污染检测、药物滥用传感以及法医分析等领域的应用赋能。这项研究获得了沙特阿卜杜拉国王科技大学物理科学与工程部的科研基金（BAS/1/1415-01-01）和NTGC-AI项目（REI/1/5232-01-01）的资助和支持。

超大规模集成电路（ULSI）产业直接关系到国家的经济发展、信息安全和国防建设，是衡量一个国家综合实力的重要标志之一。在半导体芯片制备过程中，约有三分之一的工序要使用等离子体技术，因此配备等离子体工艺腔室的材料刻蚀和薄膜沉积设备是ULSI制造工艺的核心。目前，半导体工艺中最常用的两种等离子体源是CCP（容性耦合等离子体）和ICP（感应耦合等离子体）。等离子体工艺腔室制造过程极为复杂，不仅涉及精密机械加工技术，还要统筹考虑电源、气体、材料等外部参数的优化，以及与晶圆处理工艺的兼容性。如果采用传统的“实验试错法”，不仅成本巨大，而且延长了设备的研发周期，将严重制约我国ULSI产业的快速发展。因此，采用建模仿真与实验诊断相结合的方式、为等离子体工艺腔室的研发与优化提供方案，成为一种必然趋势。等离子体放电过程是极其复杂的，受到多种外界参数的控制，如电源功率与频率、气体成分与压强、腔室尺寸及材料属性等。此外，等离子体系统还包含了多空间尺度和多时间尺度的变化，以及多物理化学场的耦合过程。例如等离子体、鞘层、表面微槽等空间特征尺度相差10个量级；电磁场、带电粒子、中性气体及化学反应等时间特征尺度相差9个量级。如此复杂的等离子体工艺环境，给物理建模和数值仿真都带来了巨大挑战。物理学院PSEG团队在王友年教授的带领下，自2005年开始，历经近二十年时间，在国内率先研发出具有自主知识产权的等离子体工艺腔室仿真软件——MAPS（Multi-Physics Analysis of Plasma Sources）。通过采用物理建模、数值仿真与实验诊断相结合的方法，解决了制约等离子体工艺腔室设计和制造中的一些关键技术难题，为我国研发具有自主知识产权的等离子体工艺腔室提供了技术支撑。MAPS是一款专门面向等离子体工艺腔室的数值模拟软件平台，可以同时为等离子体工艺腔室的参数设计和表面处理工艺（材料刻蚀和薄膜沉积）的结果预测提供模拟服务。基于不同的等离子体模型，MAPS包含不同的数值模拟方法，如粒子/蒙特卡洛碰撞模拟方法、流体力学模拟方法、流体力学/蒙特卡洛碰撞混合模拟方法、整体模型模拟方法等。软件平台包含输入部分、输出部分以及七大模块，分别是等离子体模块、中性气体模块、电磁模块、鞘层模块、化学反应模块、表面模块及实验验证模块。此外，PSEG团队研制了结构可变的大面积、多功能等离子体实验平台和多套CCP和ICP放电平台，并自主研发了射频磁探针、微波发卡探针、光探针、吸收光谱诊断系统、布拉格光栅测温系统、悬浮双探针等诊断工具和集成了商用的Langmuir探针、质谱仪、离子能量分析仪、光谱仪、ICCD及光致解离负离子诊断系统等。这些诊断手段为等离子体源多参数诊断提供条件。大量研究表明，MAPS的模拟结果与实验测量结果在量级和变化趋势上达到一致，证明了MAPS仿真软件的可靠性。近期，针对工业中常用的CCP源，MAPS仿真软件提供了一种新的快速仿真算法：基于多时间步长、泊松方程的半隐式修正、超松弛迭代等，可以将模拟速度提高几十倍。此外，针对ICP源，PSEG团队也建立了一种新的双极扩散近似模型，可以对带有射频偏压的感性耦合放电过程进行仿真。该方法不仅模拟速度快，还适用于低气压放电。MAPS仿真软件具有外界控制参数多、耦合物理场多、数值求解器多、数值仿真模型多等优势，能够对ICP刻蚀机、CCP刻蚀机、PECVD（等离子体增强化学气相沉积）和PVD（物理气相沉积）工艺腔室进行仿真，支持对优化工艺过程参数的进一步探索，受到了国内的多家半导体设备制造企业的青睐。近十年中，MAPS仿真软件已分别为北方华创、中微半导体设备（上海）、拓荆科技、苏州迈为、武汉长江存储及理想能源设备（上海）等多家企业提供仿真服务。未来，PSEG团队将继续专注于对MAPS仿真软件的完善和升级，希望可以为半导体、光伏及平板显示等产业的创新与发展注入源源不断的强劲动力。

转自于‘无机分析化学’公众号，版权归其所有引用格式：李冬月，郑令娜，常盼盼，等．基于低分散激光剥蚀系统-电感耦合等离子体飞行时间质谱的快速元素成像[J/OL]．中国无机分析化学. https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.6005.O6.20220328.1715.002.html壹研究背景“ 生物体内的微量元素虽然含量低，却参与许多重要的生理过程，还与多种疾病的发生密切相关。随着科学研究的深入，不但需要得到生物样品中元素总量和元素形态的信息，还要获得样品中元素的空间分布，这为分析化学提出了新的挑战。在LA-ICP-MS进行生物元素成像分析时，高能量激光微束轰击剥蚀池中的生物切片表面，产生的气溶胶由载气吹扫进入ICP-MS，检测得到剥蚀区域的元素信息，再将切片上每个剥蚀微区的结果重构，得到元素成像图。同时，新一代电感耦合等离子体飞行时间质谱(ICP-TOFMS)可以在不到50 μs的时间内得到从6Li-238U的全质谱图。随着新一代LA-ICP-MS的发展，需要发展与之匹配的成像方法，以实现快速的生物元素成像。贰研究进展“ 1. 优化快速成像条件LA-ICP-MS的元素成像可采用点剥蚀模式或线剥蚀模式(图1)。A为点剥蚀模式，使用低分散快速剥蚀池；B为线剥蚀模式，使用常规剥蚀池图1 两种剥蚀模式示意图使用的低分散快速激光剥蚀系统，配备了快速洗脱剥蚀池和气溶胶快速引入系统(ARIS)，可以采用点剥蚀模式完成快速成像。优化剥蚀池载气流速，可以得到最佳的SPR。当内池He流量为0.4 L/min，外池He流量为0.2 L/min时，得到最佳SPR(20 ms±1 ms)，此时可以实现每秒40像素的成像速度。理论上越小的激光光斑能获得更高的空间分辨率，但由于成像时间的限制，本文采用20 µ m的方形光斑。在点剥蚀模式下，样品台移动速度设为800 µ m/s(20 µ m×40 Hz)。LA-ICP-MS成像还要求质谱仪具有快速分析瞬时信号的能力，同时能消除谱学偏离(Spectral Skew)产生的结果偏差。顺序扫描的四级杆ICP-MS在测量时，每个核素测量需要毫秒量级的驻留时间(Dwell Time)和稳定时间(Settling Time)，限制了其分析瞬时信号中核素的个数。与四级杆ICP-MS不同， 本文采用的ICP-TOFMS分析速度快，能够在46 μs得到一张全质谱图(即波形，waveform)，适合分析瞬时信号。为了获得更好的信噪比，本文将516张质谱图叠加，这样每个像素点的采样时间为23.74 ms，与SPR时间匹配以得到最优的成像结果。此外，在全谱测量时，由于存在高浓度的基体离子，会造成ICP-TOFMS检测器的饱和。本文使用的ICP-TOFMS采用陷波技术(Notch Filter)，选择将质荷比为28、32、40、80等四个质量数的基体离子去除，消除了基体离子的影响。2.LA-ICP-TOFMS小鼠肾脏的元素成像使用LA-ICP-MS对暴露AgNP的小鼠肾切片中Ag和其他多种生物微量元素快速成像，采用点剥蚀模式，以20 µ m的分辨率分析尺寸为14 mm× 7 mm的肾脏切片，分析时间约为2 h。与常规的LA-ICP-MS系统相比，成像速度提高了约一个数量级。图2 展示了19种元素成像图，其他元素由于含量低或基体离子干扰，没有得到清晰的成像结果。如果采用碰撞池技术，可以消除多原子离子的干扰，提高52Cr、56Fe、80Se等核素的成像效果。由图2可见，不同元素在肾切片中具有不同分布模式。P和S等主量元素，在肾脏切片基本呈均匀分布；Na在肾髓质中含量较高，这与Na+参与形成肾髓质高渗透压的结论相一致；Mn与Na的分布相反，在肾髓质和肾皮质的交界处含量较高，而在肾椎体中含量较低，呈现出中空的图像；由于肾皮质中血流量远远大于肾髓质，因此肾皮质的Fe含量(主要来自血细胞)较高。Ag并不是生命必需元素，在生物体内的背景很低，因此图2中Ag的信号可以认为来自于注射的AgNP。可以看出，AgNP在肾皮质及肾皮质与肾髓质交界区域含量较高，特别是在肾皮质和肾髓质交界处的含量高于肾皮质区，而在肾椎体中含量很低。图2 小鼠肾组织切片元素成像图图3是P、Mn和Ag三种元素合并图，可以直观地看出不同元素在肾切片中的不同分布。总之，元素成像可以得到微量元素及金属纳米颗粒在不同微区的原位分布，为微量元素的微区代谢、金属纳米材料吸收、分布和转运等生物医学研究提供了直观可靠的分析手段。 图3 肾组织切片中P、Mn和Ag叠加元素成像图叁创新点“ 使用低分散激光剥蚀系统与电感耦合等离子体飞行时间质谱联用，建立了新的基于点剥蚀的成像模式，实现了对小鼠肾脏切片的快速、高分辨的多元素成像。LA-ICP-TOFMS成像方法为原位研究生物体内元素提供了直观可靠的手段，有望在生物医学研究中得到更广泛的应用。专家介绍竺云，女，天津师范大学物理与材料科学副教授。2002年6月毕业于武汉大学物理系，2007年6月毕业于中国科学院物理研究所，获博士学位。2007年7月至2008年9月在香港理工大学做博士后，2008年9月到天津师范大学物理与材料科学学院任职。2018年1月至2018年12月在美国休斯顿大学任访问学者。主要从事磁记录介质材料薄膜的制备和性能研究、反常霍尔效应的应用等研究。王萌，男，中国科学院高能物理研究所副研究员。2000年7月本科毕业于南京大学化学化工学院，2008年3月在中国科学院高能物理研究所获理学博士学位。现在主要从事微量元素的化学形态、生物效应及相关分析方法学的研究。主持和参与过国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国博士后基金等科研项目。已发表SCI论文50多篇，H-index为23。

在半导体行业，晶圆是用光刻技术制造和操作的。蚀刻是这一过程的主要部分，在这一过程中，材料可以被分层到一个非常具体的厚度。当这些层在晶圆表面被蚀刻时，等离子体监测被用来跟踪晶圆层的蚀刻，并确定等离子体何时完全蚀刻了一个特定的层并到达下一个层。通过监测等离子体在蚀刻过程中产生的发射线，可以精确跟踪蚀刻过程。这种终点检测对于使用基于等离子体的蚀刻工艺的半导体材料生产至关重要。等离子体是一种被激发的、类似气体的状态，其中一部分原子已经被激发或电离，形成自由电子和离子。当被激发的中性原子的电子返回到基态时，等离子体中存在的原子就会发射特有波长的辐射光，其光谱图可用来确定等离子体的组成。等离子体是用一系列高能方法使原子电离而形成的，包括热、高能激光、微波、电和无线电频率。实时等离子体监测以改进工艺等离子体有一系列的应用，包括元素分析、薄膜沉积、等离子体蚀刻和表面清洁。通过对等离子体样品的发射光谱进行监测，可以为样品提供详细的元素分析，并能够确定控制基于等离子体的过程所需的关键等离子体参数。发射线的波长被用来识别等离子体中存在的元素，发射线的强度被用来实时量化粒子和电子密度，以便进行工艺控制。像气体混合物、等离子体温度和粒子密度等参数都是控制等离子体过程的关键。通过在等离子体室中引入各种气体或粒子来改变这些参数，会改变等离子体的特性，从而影响等离子体与衬底的相互作用。实时监测和控制等离子体的能力可以改进工艺和产品。一个基于Ocean Insight HR系列高分辨率光谱仪的模块化光谱装置用于监测等离子体室引入不同气体后，氩气等离子体发射的变化。测量是在一个封闭的反应室中进行的，光谱仪连接光纤和余弦校正器，通过室中的一个小窗口观察。这些测量证明了模块化光谱仪从等离子体室中实时获取等离子体发射光谱的可行性。从这些发射光谱中确定的等离子体特征可用于监测和控制基于等离子体的过程。等离子体监测可以通过灵活的模块化设置完成，使用高分辨率光谱仪，如Ocean Insight的HR或Maya2000 Pro系列（后者是检测UV气体的一个很好的选择）。对于模块化设置，HR光谱仪可以与抗曝光纤相结合，以获得在等离子体中形成的定性发射数据。从等离子体室中形成的等离子体中获取定性发射数据。如果需要定量测量，用户可以增加一个光谱库来比较数据，并快速识别未知的发射线、峰和波段。监测真空室中形成的等离子体时，一个重要的考虑因素是与采样室的接口。仪器部件可以被引入到真空室中，或者被设置成通过视窗来观察等离子体。真空通管为承受真空室中的恶劣条件而设计的定制光纤将部件耦合到等离子体室中。对于通过视口监测等离子体，可能需要一个采样附件，如余弦校正器或准直透镜，这取决于要测量的等离子体场的大小。在没有取样附件的情况下，从光纤到等离子体的距离将决定成像的区域。使用准直透镜可以获得更局部的收集区域，或者使用余弦校正器可以在180度的视野内收集光线。测量条件HR系列高分辨率光谱仪被用来测量当其他气体被引入等离子体室时氩等离子体的发射变化。光谱仪、光纤和余弦校正器通过室外的一个小窗口收集发射光谱，对封闭反应室中的等离子体进行光谱数据采集（图1）。图1：一个模块化的光谱仪设置可以被配置为真空室中的等离子体测量。一个HR2000+高分辨率光谱仪（~1.1nm FWHM光学分辨率）被配置为测量200-1100nm的发射（光栅HC-1，SLIT-25），使用抗曝光纤（QP400-1-SR-BX光纤）与一个余弦校正器（CC-3-UV）耦合。选择CC-3-UV余弦校正器采样附件来获取等离子体室的数据，以解决等离子体强度的差异和测量窗口的不均匀问题。其他采样选项包括准直透镜和真空透镜。结果图2显示了通过等离子体室窗口测量的氩等离子体的光谱。690-900纳米的强光谱线是中性氩（Ar I）的发射线，400-650纳米的低强度线是由单电离的氩原子（Ar II）产生的。图2所示的发射光谱是测量等离子体发射的丰富光谱数据的一个例子。这种光谱信息可用于确定一系列关键参数，以监测和控制半导体制造过程中基于等离子体的工艺。图2：通过真空室窗口测量氩气等离子体的发射。氢气是一种辅助气体，可以添加到氩气等离子体中以改变等离子体的特性。在图3中，随着氢气浓度的增加添加到氩气等离子体中的效果。氢气改变氩气等离子体特性的能力清楚地显示在700-900纳米之间的氩气线的强度下降，而氢气浓度的增加反映在350-450纳米之间的氢气线出现。这些光谱显示了实时测量等离子体发射的强度，以监测二次气体对等离子体特性的影响。观察到的光谱变化可用于确保向试验室添加最佳数量的二次气体，以达到预期的等离子体特性。图3：将氢气添加到氩等离子体中会改变其光谱特性。在图 4 和 5 中，显示了在将保护气添加到腔室之前和之后测量的等离子体的发射光谱。 保护气用于减少进样器和样品之间的接触，以减少由于样品沉积和残留引起的问题。 在图 4中，氩等离子体发射光谱显示在加入保护气之前，加入保护气后测得的发射光谱如图5所示。保护气的加入导致了氩气发射光谱的变化，从400纳米以下和~520纳米处的宽光谱线的消失可以看出。图4：加入保护气之前，在真空室中测量氩等离子体的发射。图5：加入保护气后，氩气发射特性在400纳米以下和~520纳米处有明显不同。结论紫外-可见-近红外光谱是测量等离子体发射的有力方法，以实现元素分析和基于等离子体过程的精确控制。这些数据说明了模块化光谱法对等离子体监测的能力。HR2000+高分辨率光谱仪和模块化光谱学方法在测量等离子体室条件改变时，通过等离子体室的窗口测量等离子体发射光谱，效果良好。还有其他的等离子体监测选项，包括Maya2000 Pro，它在紫外光下有很好的响应。另外，光谱仪和子系统可以被集成到其他设备中，并与机器学习工具相结合，以实现对等离子体室条件更复杂的控制。以上文章作者是海洋光学Yvette Mattley博士，爱蛙科技翻译整理。世界上第一台微型光谱仪的发明者海洋光学OceanInsight，30年来专注于光谱技术和设备的持续创新，在光谱仪这个细分市场精耕细作，打造了丰富而差异化的产品线，展现了光的多样性应用，坚持将紧凑、便携、高集成度以及高灵敏度、高分辨率、高速的不同设备带给客户。2019年，从Ocean Optics更名为Ocean Insight，也是海洋光学从光谱产品生产商转型为光谱解决方案提供商战略调整的开始。此后，海洋光学不仅继续丰富扩充光传感产品线，且增强支持和服务能力，为需要定制方案的客户提供量身定制的系统化解决方案和应用指导。作为海洋光学官方授权合作伙伴，爱蛙科技（iFrogTech）致力于与海洋光学携手共同帮助客户面对问题、探索未来课题，为打造量身定制的光谱解决方案而努力。如需了解更多详情或探讨创新应用，可拨打400-102-1226客服电话。关于海洋光学海洋光学作为世界领先的光学解决方案提供商，应用于半导体、照明及显示、工业控制、环境监测、生命科学生物、医药研究、教育等领域。其产品包括光谱仪、化学传感器、计量检测设备、光纤、透镜等。作为光纤光谱仪的发明者，如今海洋光学在全球已售出超过40万套的光纤光谱仪。关于爱蛙科技爱蛙科技（iFrogTech）是海洋光学官方授权合作伙伴，提供光谱分析仪器销售、租赁、维护，以及解决方案定制、软件开发在内的全链条一站式精准服务。

p style="text-indent:32px line-height:150%"span style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"7/spanspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"月span30/span日，中国科学院半导体研究所曝出仪器设备采购需求，将以span903/span万的价格采购两台等离子设备。两台设备分别为厚氮化硅感应耦合等离子体化学气相沉积台和硅基铌酸锂薄膜电感耦合等离子刻蚀机。前者用于/spanspan style="font-size:16px line-height:150% font-family: 宋体"光波导器件表面的氧化硅及氮化硅薄膜淀积，适用于波导器件中包层薄膜的沉积。后者用于坚硬材料刻蚀形成波导，专为刻蚀铌酸锂材料研发，也可刻蚀氧化硅等材料。/span/pp style="text-indent:32px line-height:150%"strongspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"项目名称：/span/strongspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"2019/spanspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"年中国科学院半导体研究所科研仪器设备采购项目（第三批）/span/pp style="text-indent:32px line-height:150%"strongspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"项目编号：/span/strongspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"OITC-G190330983 /span/pp style="text-indent:32px line-height:150%"strongspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"采购单位联系方式：/span/strong/pp style="text-indent:32px line-height:150%"strongspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"采购单位：/span/strongspan style="font-size: 16px line-height:150% font-family:宋体"中国科学院半导体研究所/span/pp style="text-indent:32px line-height:150%"strongspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"地址：/span/strongspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"北京市海淀区清华东路甲span35/span号/span/pp style="text-indent:32px line-height:150%"strongspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"联系方式：/span/strongspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"010-82304941/010-82304907/span/pp style="text-indent:32px line-height:150%"strongspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"代理机构联系方式：/span/strong/pp style="text-indent:32px line-height:150%"strongspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"代理机构：/span/strongspan style="font-size: 16px line-height:150% font-family:宋体"东方国际招标有限责任公司/span/pp style="text-indent:32px line-height:150%"strongspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"代理机构联系人：/span/strongspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"010-68290507/span/pp style="text-indent:32px line-height:150%"strongspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"代理机构地址：/span/strongspan style="font-size: 16px line-height:150% font-family:宋体"北京市海淀区清华东路甲span35/span号/span/pp style="text-indent:32px"span style="font-size:16px font-family:宋体"采购详情如下：/span/ptable border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" style="border: none"tbodytr class="firstRow"td width="114" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pstrongspan style="font-size:16px font-family:宋体"包号/span/strong/p/tdtd width="114" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px "pstrongspan style="font-size:16px font-family:宋体"货物名称/span/strong/p/tdtd width="114" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) 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font-family:宋体"厚氮化硅感应耦合等离子体化学气相沉积台/span/strong/pp style="line-height:150%"span style="font-size: 16px line-height:150% font-family:宋体"(1)/spanspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"氧化硅薄膜沉积/span/ptable border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"tbodytr style=" height:26px" class="firstRow"td width="301" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height="26"p style="text-indent:16px line-height:150%"span style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"*3.15.1.1/spanspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"折射率（span1550nm/span下测量）/span/p/tdtd width="179" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height="26"p style="text-indent:16px line-height:150%"span style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"1.44-1.52/spanspan style="font-size:16px line-height:150% font-family:宋体"可调/span/p/td/trtr style=" height:26px"td width="301" valign="top" style="border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " 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项目编号：0773-2240SHHW0019项目名称：华东师范大学反应离子束刻蚀系统、感应耦合等离子体增强化学气相沉积系统项目预算金额：663.0789000 万元（人民币）最高限价（如有）：663.0789000 万元（人民币）采购需求：项目名称：华东师范大学反应离子束刻蚀系统、感应耦合等离子体增强化学气相沉积系统项目包件1：反应离子束刻蚀系统；数量及单位：1台；简要技术参数：3、等离子体源3.1、射频发生器：最大功率300瓦，13.56MHz，带自动匹配单元；★3.2、ICP源发生器：最大功率3000瓦，2.0MHz，带自动匹配单元；包件2：感应耦合等离子体增强化学气相沉积系统；数量及单位：1台；简要技术参数：★1、SiO2的标准沉积速率：≥40 nm/min；高速沉积速率：≥500 nm/min2、SiO2薄膜沉积厚度：≥6um。其余详见本项目招标文件。合同履行期限：自合同签订之日起250天内；本项目( 不接受 )联合体投标。

诊断高能量密度(HED)等离子体的特性，例如存在于惯性约束聚变(ICF)中的等离子体，对于理解它们的演化和相互作用至关重要。然而，考虑到所涉及的通常极端的温度和密度条件，以及其中一些相互作用发生的小时间和空间尺度，获得这些测量结果是具有挑战性的。干涉测量法是目前等离子体最灵敏、最成功的诊断方法之一。然而，由于最常见的干涉测量系统的设计，工作波长有限，因此可以探测的密度和温度范围受到严重限制，难以测量对于可见光波段不透明的 HED 等离子体。基于 Talbot 效应的 Talbot-Lau 干涉法，提供了将干涉测量扩展到 X 射线波长的可能性。另一方面，在光子能量从几 keV 到几十 keV 的范围内的硬 X 射线，低 z 物质的弹性散射截面远大于衰减截面，相位对比度比传统的衰减度对比对电子密度的变化更敏感。因此，在成像机制上，基于折射的方法相较于基于吸收的方法有更高的固有对比度。即，基于相位变化的 X 射线成像方法，包括 Talbot-Lau 偏折测量方法，尤其适用于低 z 生物组织、聚合物、纤维复合材料和 HED 等离子体等的表征。约翰霍普金斯大学物理与天文学系的 M. P. Valdivia 与 D. Stutman 等人提出了将TL莫尔光束偏转技术扩展到8 keV 能量，用于 HED 等离子体实验中的密度梯度测量。[http://dx.doi.org/10.1063/1.4885467]该实验采用低能 TL 干涉仪装置采用焦斑为 ~ 15 μm FWHM 的铜阳极管作为 X 射线源。当在 22 kV 下工作时，该管产生 Kα 特征线主导的光谱，在 8 keV 处有一个强峰。同时使用了 30 μm 厚度的 Ni 滤波器，进一步提高特征线与轫致辐射之间的比率。对于微周期 Talbot-Lau 光栅的设计与制造工艺，对于高能量X射线（如20~100keV），难点在于得到高厚度/深宽比的光栅结构；对于低能 X 射线（如10keV）,则应在设计上更多的考虑光栅衬底的影响，即必须使用自支撑结构或者薄衬底的光栅.该实验中使用了由德国 Microworks 公司制造的基底为10 μm 厚聚酰亚胺膜的光栅。如下图所示，源光栅 G0 周期为 2.4 μm，直径有效尺寸为 7 mm，金高度为 21-24 μm；相位光栅G1的周期为 4.0 μm，直径有效尺寸为 9 mm，镍条高度为 3.0 μm。分析光栅 G2 周期为 12 μm，直径有效尺寸为 35 mm，金高度为 17-22 μm。1. Microworks GmbH 提供的 Talbot-Lau 光栅：a)源光栅；b)相位光栅；c)分析光栅该小组使用多种形状（棱柱，圆柱，球型）的多种材料（丙烯酸，铍，PMMA）作为材料进行实验验证。其中，以 PMMA 球形样品的测试结果为例：2. 直径1.5mm的 PMMA 球的 Moiré 条纹像（a）及其偏移映射图（b）结果表明，在 8 keV 下的测量足够灵敏，可以测量几到几十微弧度范围内的折射角，从而提供 10-20 到 10-21 mm&minus 2范围内的面密度。在静态模式下论证得出该技术能够为 HED 相关物体提供密度诊断。上述小组进一步改进该实验，使用短脉冲(30–100 J, 10 ps)激光轰击 Cu 箔产生 X 射线作为测量光源，由于激光的脉冲特性，使得对 HED 的时间分辨测量成为了可能。(doi: 10.1063/1.5123919)3. 超短脉冲时间分辨 X 射线 Talbot-Lau 干涉实验前端光路示意图4. Talbot-Lau X 射线干涉法诊断平台波尔多大学的 G. P´ erez-Callejo 与 V. Bouffetier,对特定靶结构在激光作用下产生的 HED 瞬时密度进行了模拟和测量，并提供了相应的干涉图像的后处理工具。（DOI: 10.1063/5.0085822）5. 等离子体靶材结构设计示意图（左）；模拟轰击靶材后30ns 瞬时密度图像6. 瞬时状态下的干涉图像（a）与空光路参考图像(b)7. 经数据处理后的吸收像（a），暗场像（b）与相位像（c）相关阅读- Microworks光栅助力新冠病毒肺部诊断- 实验室X射线相衬成像技术—核心调制和探测器件技术分析（上）- 实验室X射线相衬成像技术—核心调制和探测器件技术分析（下）Microworks 德国 Microworks GmbH 基于其独特的 LIGA 技术，向广大科研用户提供定制化的微结构加工服务。其中，它的X射线透射光栅在相衬成像领域，有着极高的声誉。Microworks为X射线无损检测（NDT）提供标准化和定制产品。在微纳米技术领域，Microworks代表着高精度，其最高纵横比和精度可以远低于 1 µ m。北京众星联恒科技有限公司作为 Microworks 的中国大陆全权代理商，为中国用户提供所有的售前咨询，销售及售后服务，同时 TALINT EDU 干涉仪套件目前我们开放国内试用, 如果您想体验这款模块化、操作简易的 X 射线相衬、暗场成像套件, 欢迎联系我们。免责声明：此篇文章内容（含图片）部分来源于网络。文章引用部分版权及观点归原作者所有，北京众星联恒科技有限公司发布及转载目的在于传递更多行业资讯与网络分享。若您认为本文存在侵权之处，请联系我们，我们会在第一时间处理。如有任何疑问，欢迎您随时与我们联系。

低温等离子改性接枝是一种处理时间短、不产生化学污染、不破坏材料的整体体积结构、仅仅改变材料表面性能的处理技术。近年来，等离子体所“低温等离子体应用研究室”陈长伦、邵大冬、胡君、王祥科等所在的课题组利用低温等离子体技术对碳纳米管进行表面修饰改性组装，克服了碳纳米管的难溶性带来的制约等问题，大为提高了其实际应用程度。　　该课题组在用低温等离子体技术对碳纳米管进行改性组装后，将其应用于环境污染物检测和治理研究方面，取得了一系列成果。　　一是分别利用Ar/H2O，Ar/NH3，Ar/O2微波等离子体对碳纳米管进行表面处理，使其表面引入含氧、含氨基等功能基团，提高了碳纳米管的亲水性和分散性，使其可制备纳米溶液。这些经过处理的(表面修饰的)功能化材料对改善碳纳米管在生物、环境污染物吸附等方面，具有很好的应用前景。部分研究结果发表在Applied Physics Letter (2010, 96, 131504) Carbon (2010, 48, 939-948) The Journal of Physical Chemistry C (2009, 113, 7659-7665) Diamond & Related Materials (in press) 并受邀请在国际会议上做2次口头报告。　　二是利用N2射频等离子体对碳纳米管表面进行活化处理，然后接枝上有机单体和天然高分子材料，制备碳纳米管/有机物复合材料。等离子体制备的复合材料表面具有各种功能基团，这些功能基团对持久性有机污染物(POPs)、有毒有害的重金属离子、放射性核素具有强的吸附、络合能力，因而提高了复合材料对污染物的吸附能力。部分研究结果发表在The Journal of Physical Chemistry B (2009, 113, 860-864) Chemosphere (2010, 79, 679-685) Plasma Processes and Polymers (in press,并被选为封面)。　　三是碳纳米管由于尺度小，使其在吸附处理有机/无机污染物后，在回收和循环利用纳米材料方面具有很大的难度。采用传统的离心法需要高的转速，过滤法易导致过滤膜堵塞，如果吸附污染物的碳纳米管进入环境，会产生二次污染。针对上述问题，该课题组采用溶胶—凝胶法，首先在碳纳米管上组装上铁氧化物，然后利用N2射频等离子体对碳纳米管/铁氧化物表面进行活化处理，接枝上有机单体和天然大分子材料，制备出磁性多重复合纳米材料，该磁性复合纳米材料不仅具有高的吸附性能，且磁分离技术可以简单方便地把磁性复合纳米材料从溶液中分离出来，解决了固液分离的难题，同时可以大量的应用到实际工作中。部分相关研究成果发表在Environmental Science and Technology (2009,43,2362-2367) Journal of Hazard Material (2009,164, 923-928) Journal of Physical Chemistry B (jp-2009-11424k)。　　该工作得到了国家自然科学基金，科技部973重大研究计划“面向持久性有毒污染物痕量检测与治理的纳米材料应用基础”，中科院合肥物质科学研究院重大项目，合肥研究院人才项目和火花项目，中科院新型薄膜太阳能电池重点实验室基金等经费的支持。

我们非常真诚的邀请您及您的科研团队参加我公司9月份将在哈尔滨、长春、北京举办的MP-SPR表面等离子体共振分析仪巡回专题研讨会。主讲人：芬兰BioNavis 公司的MP-SPR表面等离子体共振分析仪的专家 PhD. Johana Kuncová -Kallio时间、地点：2012年9月14日（周五） 9：00 &ndash 11：30，哈尔滨工业大学2012年9月24日（周一） 9：00 &ndash 11：30，中国科学院长春应用化学研究所2012年9月25日（周二） 9：00 &ndash 11：30，北京大学化学分子工程学院技术背景：MP-SPR表面等离子体共振分析仪是由Janusz Sadowski博士和Ulf Jonsson博士共同合作开发出来的。Janusz Sadowski博士曾在芬兰科技研究中心VTT从事表面等离子体共振研究达20年之久；Ulf Jonsson博士是Biacore公司的创始人和前任CEO，该公司开创了SPR表面等离子体共振分析仪在蛋白质、药物相互作用研究中的应用先河。MP-SPR技术（多参数表面等离子体共振分析技术）随着技术的发展以及为了满足客户更多方面的需求，我们改良了传统的SPR技术，开发了MP-SPR表面等离子共振分析技术。此项技术除了可以轻松地应用到传统的SPR领域：生命科学领域，用于测量：结合动力学、质量变化、结合/解离速率等之外；还可以有效地对薄膜和纳米材料物理学常数进行测量：厚度和质量、折射率、吸附/吸收、密度、介电常数等，而这些是传统SPR所做不到的。更具体的会议地点，在收到您的回执之后，我公司会另行通知！MP-SPR表面等离子体共振分析仪的相关信息，请浏览我公司网站www.honoprof.com.cn 和Bionavis网站 http://www.bionavis.com/cn届时欢迎您的光临与指导！一起研讨MP-SPR技术将带给我们什么样的强大支持！2012年9月MP-SPR表面等离子体共振分析仪巡回专题研讨会（第一轮）回执（本回执请于2012年8月31日前返回） 姓 名 职称/职务 参会地点 工作单位 邮编 电子邮件 手机 固话 备 注 备注：1、 请将此回执E-mail至 xmli@honoprof.com 2、 参加会议免费，并提供午餐。

近日，国内首家薄膜材料测试服务平台——武汉光谷薄膜测试服务有限公司在中国光谷正式批复成立！ 该服务平台为嘉仪通科技的全资子公司，依托于功能薄膜材料物理性能检测技术湖北省工程实验室和武汉市工程技术研究中心，将为全国各大专院校、科研院所、材料企业、钢铁、汽车制造、航空航天、军事科研单位、第三方检测机构、出入境海关检测等单位提供专业的材料样品制备和测试服务，以及技术委托开发、培训等其他相关服务！一、样品制备和加工 众所周知，材料样品的制备和加工是一个非常复杂和繁琐的精细活。武汉光谷薄膜测试服务公司为广大客户的薄膜材料性能检测提供制样准备服务，以满足仪器的检测需要。该测试服务平台拥有薄膜制备仪器：磁控溅射镀膜仪、离子束溅射镀膜系统。可以制备各种薄膜：陶瓷氧化物、氮化物膜、金属多层膜，以及各种超晶格；同时，可合成纳米管、纳米粉末，以及量子点。精密切割机、研磨抛光机、光刻机对块体和薄膜样品表面进行微加工处理，满足不同的测样要求。 某薄膜材料的制备工艺流程二、材料物理性能的分析与检测 作为薄膜材料物理性能的领跑者，嘉仪通科技旗下的测试服务平台，不仅可以解决材料制样难的烦恼，而且可以解决没有合适的仪器测试最新研发新材料的烦恼！可测试各类新材料尤其是薄膜材料的相变温度、热膨胀系数、Seebeck系数、电导率、热导率、载流子浓度、迁移率、霍尔系数等一系列重要参数。薄膜热导率的测试实例三、产品试用与购买 除了为广大客户提供块体、薄膜等新材料的制样和分析测试，解决样品制备和实际测试的烦恼，嘉仪通还为广大材料科研机构和个人提供免费产品试用服务，进一步打消对嘉仪通产品性能的疑虑，用实际测试数据来赢得消费者的信赖！嘉仪通产品免费试用政策 此外，嘉仪通还拥有分析和测试材料热学、电学、磁学、光学、电学等方面物理性能重要参数的一系列优质产品。只要您是做材料物理性能分析领域相关研究的，总有一款好的产品适合您！嘉仪通部分序列产品

一、纳米颗粒膜制备日前，由英国著名的薄膜沉积设备制造商Moorfield Nanotechnology公司生产的套纳米颗粒与磁控溅射综合系统在奥地利的莱奥本矿业大学Christian Mitterer教授课题组安装并交付使用。该设备由MiniLab125型磁控溅射系统与纳米颗粒溅射源共同组成，可以同时满足用户对普通薄膜和纳米颗粒膜制备的需求。集成了纳米颗粒源的MiniLab125磁控溅射系统 传统薄膜材料的研究专注于制备表面平整、质地致密、晶格缺陷少的薄膜，很多时候更是需要制备沿衬底外延生长的薄膜。然而随着研究的深入，不同的应用方向对薄膜的需求是截然不同。在表面催化、过滤等研究方向，需要超大比表面积的纳米薄膜。在这种情况下，纳米颗粒膜具有不可比拟的优势。而传统的磁控溅射在制备纯颗粒膜方面对于粒径尺寸，颗粒均匀性方面无法实现控制。气相沉积法、电弧放电法、水热合成法等在适用性、操作便捷性、与传统样品处理的兼容性等方面不友好。在此情况下，Moorfield Nanotechnology推出了与传统磁控溅射和真空设备兼容的纳米颗粒制备系统。不同条件制备的颗粒粒径分布（厂家测试数据）不同颗粒密度样品（厂家测试数据）纳米颗粒制备技术特点：▪ 纳米颗粒的大小1 nm-20 nm可调；▪ 多可达3重金属，可共沉积，可制备纯/合金颗粒；▪ 材料范围广泛，包括Au、Ag、Cu、Pt、Ir、Ni、Ti、Zr等▪ 拥有通过控制气氛制造复合纳米粒子的可能性（类似于反应溅射）▪ 的纳米颗粒层厚度控制，从亚单层到三维纳米孔▪ 纳米颗粒结构——结晶或非晶、形状可控纳米颗粒膜的应用方向：▪ 生命科学和纳米医学： 癌症治疗、药物传输、抗菌、抗病毒、生物膜▪ 石墨烯研究方向：电子器件、能源、复合材料、传感器▪ 光电研究：光伏研究、光子俘获、表面增强拉曼▪ 催化：燃料电池、光催化、电化学、水/空气净化▪ 传感器：生物传感器、光学传感器、电学传感器、电化学传感器 二、无机无铅光伏材料下一代太阳能电池的大部分研究都与铅-卤化物钙钛矿混合材料有关。然而，人们正不断努力寻找具有类似或更好特性的替代化合物，想要消除铅对环境的影响，而迄今为止，这种化合物一直难以获得。因此寻找具有适当带隙范围的无铅材料是很重要的，如果将它们结合起来，就可以利用太阳光谱的不同波长进行发电。这将是提高未来太阳能电池效率降低成本的关键。近期，牛津大学的光电与光伏器件研究组的Henry Snaith教授与Benjamin Putland博士研究了具有A2BB’X6双钙钛矿结构的新型无机无铅光伏材料。经过计算该材料具有2 eV的带隙，可用做光伏电池的层吸光材料与传统Si基光伏材料很好的结合，使光电转换效率达到30%。与有机钙钛矿材料相比，无机钙钛矿材料具有结构稳定使用寿命更长的优势。而这种新材料的制备存在一个问题，由于前驱体组分的不溶性和复杂的结晶过程容易导致非目标性的晶体生长，因此难以通过传统的水溶液法制备均匀的薄膜。Benjamin Putland博士采用真空蒸发使这些问题得以解决。使用Moorfield Nanotechnology的高质量金属\有机物热蒸发系统，通过真空蒸发三种不同的前驱体，研究人员成功沉积制备出了所需要的薄膜。真空蒸发具有较高的控制水平和可扩展性，使得材料的工业化制备成为可能。所制备的薄膜在150℃退火后，XRD图。所制备的薄膜在150℃退火后，表面SEM图 三、Moorfield 薄膜制备与加工系统简介Moorfield Nanotechnology是英国材料科学领域高性能仪器研发公司，成立二十多年来专注于高质量的薄膜生长与加工技术，拥有雄厚的技术实力，推出的多种高性能设备受到科研与工业领域的广泛好评。高精度薄膜制备与加工系统 – MiniLab旗舰系列和nanoPVD台式系列是英国Moorfield Nanotechnology公司经过多年技术积累与改进的结晶。产品的定位是配置灵活、模块化设计的PVD系统，可用于高质量的科学研究和中试生产。设备的功能和特点：▪ 蒸发设备：热蒸发（金属）、低温热蒸发(有机物)、电子束蒸发▪ 磁控溅射：直流&射频溅射、共溅射、反应溅射▪ 兼容性：可与手套箱集成、满足特殊样品制备▪ 其他功能设备：二维材料软刻蚀、样品热处理▪ 设备的控制：触屏编程式全自动控制