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粗糙度比较样块

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  • 线边缘粗糙度(LER)如何影响先进节点上半导体的性能
    作者:Coventor(泛林集团旗下公司)半导体工艺与整合团队成员Yu De Chen 介绍 由后段制程(BEOL)金属线寄生电阻电容(RC)造成的延迟已成为限制先进节点芯片性能的主要因素[1]。减小金属线间距需要更窄的线关键尺寸(CD)和线间隔,这会导致更高的金属线电阻和线间电容。图1对此进行了示意,模拟了不同后段制程金属的线电阻和线关键尺寸之间的关系。即使没有线边缘粗糙度(LER),该图也显示电阻会随着线宽缩小呈指数级增长[2]。为缓解此问题,需要在更小的节点上对金属线关键尺寸进行优化并选择合适的金属材料。 除此之外,线边缘粗糙度也是影响电子表面散射和金属线电阻率的重要因素。图1(b)是典逻辑5nm后段制程M2线的扫描电镜照片,可以看到明显的边缘粗糙度。最近,我们使用虚拟工艺建模,通过改变粗糙度振幅(RMS)、相关长度、所用材料和金属线关键尺寸,研究了线边缘粗糙度对线电阻的影响。 图1:(a) 线电阻与线关键尺寸的关系;(b) 5nm M2的扫描电镜俯视图(图片来源:TechInsights) 实验设计与执行 在晶圆厂里,通过改变线关键尺寸和金属来进行线边缘粗糙度变化实验很困难,也需要花费很多时间和金钱。由于光刻和刻蚀工艺的变化和限制,在硅晶圆上控制线边缘粗糙度也很困难。因此,虚拟制造也许是一个更直接和有效的方法,因为它可以“虚拟地”生成具有特定线边缘粗糙度的金属线结构,进而计算出相应显粗糙度条件下金属的电阻率。图2(a)显示了使用虚拟半导体建模平台 (SEMulator3D®) 模拟金属线边缘粗糙度的版图设计。图2(b)和2(c)显示了最终的虚拟制造结构及其模拟线边缘粗糙度的俯视图和横截面图。通过设置具体的粗糙度振幅(RMS)和相关长度(噪声频率)值,可以在虚拟制造的光刻步骤中直接修改线边缘粗糙度。图2(d)显示了不同线边缘粗糙度条件的简单实验。图中不同RMS振幅和相关长度设置条件下,金属的线边缘展示出了不同的粗糙度。这些数据由SEMulator3D的虚拟实验仿真生成。为了系统地研究不同的关键尺寸和材料及线边缘粗糙度对金属线电阻的影响,使用了表1所示的实验条件进行结构建模,然后从相应结构中提取相应条件下的金属线电阻。需要说明的是,为了使实验更为简单,模拟这些结构时没有将内衬材料纳入考虑。图2:(a) 版图设计;(b) 生成的典型金属线俯视图;(c) 金属线的横截面图;(d) 不同RMS和相关长度下的线边缘粗糙度状态 表1: 实验设计分割条件 实验设计结果与分析 为了探究线边缘粗糙度对金属线电阻的影响,用表1所示条件完成了约1000次虚拟实验设计。从这些实验中,我们了解到: 1. 当相关长度较小且存在高频噪声时,电阻受到线边缘粗糙度的影响较大。2. 线关键尺寸较小时,电阻受线边缘粗糙度RMS振幅和相关长度的影响。3. 在所有线关键尺寸和线边缘粗糙度条件下,应选择特定的金属来获得最低的绝对电阻值。结论由于线边缘粗糙度对较小金属线关键尺寸下的电阻有较大影响,线边缘粗糙度控制在先进节点将变得越来越重要。在工艺建模分割实验中,我们通过改变金属线关键尺寸和金属线材料研究了线边缘粗糙度对金属线电阻的影响。在EUV(极紫外)光刻中,由于大多数EUV设备测试成本高且能量密度低,关键尺寸均匀性和线边缘粗糙度可能会比较麻烦。在这种情况下,可能需要对光刻显影进行改进,以尽量降低线边缘粗糙度。这些修改可以进行虚拟测试,以降低显影成本。新的EUV光刻胶方法(例如泛林集团的干膜光刻胶技术)也可能有助于在较低的EUV曝光量下降低线边缘粗糙度。在先进节点上,需要合适的金属线材料选择、关键尺寸优化和光刻胶显影改进来减小线边缘粗糙度,进而减少由于电子表面散射引起的线电阻升高。未来的节点上可能还需要额外的线边缘粗糙度改进工艺(光刻后)来减少线边缘粗糙度引起的电阻。
  • 坐标测量机上的全自动表面粗糙度测量
    雷尼绍的创新REVO五轴测量系统又添新品 &mdash SFP1,它首次将表面粗糙度检测完全整合到坐标测量机的测量程序中。SFP1表面粗糙度检测测头的测量能力从6.3至0.05 Ra,其采用独特的&ldquo 单一平台&rdquo 设计,无需安装手持式传感器,也不需要将工件搬到价格昂贵的表面粗糙度专用测量仪上进行测量,既降低了人工成本又缩短了检测辅助时间。坐标测量机用户现在能够在工件扫描与表面粗糙度测量之间自动切换,一份测量报告即可呈现全部分析数据。高质量表面粗糙度数据SFP1表面粗糙度检测测头作为REVO五轴测量系统的一个完全集成选件,提供一系列强大功能,可显著提升检测速度和灵活性,令用户受益。测头包括一个C轴,结合REVO测座的无级定位能力和特定测针,该轴允许自动调整测头端部的任意角度来适应工件,确保获得最高质量的表面粗糙度数据。SFP1配有两种专用测针:SFS-1直测针和SFS-2曲柄式测针,它们在测量程序的完全控制下由REVO系统的模块交换架系统 (MRS) 选择。这不仅有助于灵活测触工件特征,还兼具全自动数控方法的一致性。SFP1表面粗糙度检测测头为平滑式测尖,含钻石成份的测尖半径为2 &mu m,它按照I++ DME协议,通过雷尼绍的UCCServer软件将Ra、RMS和原始数据输出到测量应用客户端软件上。原始数据随后可提供给专业的表面分析软件包,用于创建更详细的报告。 表面粗糙度检测测头自动标定传感器校准也通过坐标测量机软件程序自动执行。新的表面粗糙度校准块 (SFA) 安装在MRS交换架上,通过SFP1检测测头进行测量。软件然后根据校准块的校准值调整测头内的参数。更多信息详细了解雷尼绍的坐标测量机测头系统与软件,包括全新的坐标测量机改造服务。
  • 海峡两岸完成首次表面粗糙度测量能力验证
    记者12月25日从福建省计量科学研究院获悉,历时2个月的两岸首次表面粗糙度能力验证在福州结束,结果为“满意”。  本次验证由福建省计量科学研究院为主导实验室,与台湾工研院量测中心按照“ISO 3274”、“ISO 4288”、“ISO 11562”和“ISO 4287”要求进行量值比对,结果表明双方测量结果吻合程度较好,能力实验数据结果为“满意”。  表面粗糙度的大小,对工业、制造业中机械零件的耐磨性、抗腐蚀性、密封性、接触刚度、测量精度等使用性能具有很大的影响。随着两岸制造业、加工业自动化程度的提高,表面粗糙度的测量面临新的挑战。  福建省计量科学研究院官员称,通过比较两岸表面粗糙度值测量是否准确、可靠和一致,考察两岸表面粗糙度检定装置仪器设备水平、检定员素质和技术水平,可为促进两岸标准和产品技术规范的统一提供科学的计量保障。  2009年12月22日,台湾海峡交流基金会和大陆海峡两岸关系协会共同签署《海峡两岸标准计量检验认证合作协议》,闽台先行先试,由台湾计量工程学会和福建省计量测试学会今年2月26日签署《计量交流与合作意向书》,搭建起计量机构、人员、学术、技术与信息交流的平台。
  • InfiniteFocus功能之一:可追踪的形态和粗糙度测量
    新的粗糙度标准提供了可追踪的光学粗糙度测量 迄今为止,新的粗糙度标准为光学粗糙度测量提供了验证。通常,表面的传统标准只适用于接触式扫描技术,而光学测量很难被追踪。 Alicona的新粗糙度标准既适用于接触式也适合于光学测量系统。该标准显示了光学无限变焦技术和接触式测量在相同的公差范围内可以取得等价的测量结果。 对于粗糙度标准对光学粗糙度测量的验证,Alicona也提供了一个可校准和验证的micro contour artefact,来追踪形态测量。 无限变焦的光学技术适用于实验室和生产中高分辨率的测量。即使在陡峭的斜面和强反射性能的情况下,垂直分辨率也可以高达10nm。在质量保证方面,该技术被成功地用于形态和粗糙度测量。无限变焦技术被包括在新的ISO标准25178中,新的ISO标准25178第一次包括光学处理技术。
  • AFSEM™ 小试牛刀——SEM中原位AFM定量表征光子学微结构表面粗糙度
    近期,老牌期刊 Sensors and Actuators A: Physical 刊载了C. Ranacher等人题为Mid-infrared absorption gas sensing using a silicon strip waveguide的文章。此研究工作的目的是发展一种能够与当代硅基电子器件方便集成的新型气体探测器,探测器的核心部分是条状硅基光波导,工作的机理是基于条状硅基波导在中红外波段的倏逝场传播特性会受到波导周围气氛的变化而发生改变这一现象。C. Ranacher等人通过有限元模拟以及时域有限差分方法,设计了合理的器件结构,并通过一系列微加工工艺获得了原型器件,后从实验上验证了这种基于条状硅基光波导的器件可以探测到浓度低至5000 ppm的二氧化碳气体,在气体探测方面具有高的可行性(如图1、图2)。 图1:硅基条型光波导结构示意图图2:气体测试平台示意图参考文章:Mid-infrared absorption gas sensing using a silicon strip waveguide值得指出的是,对于光波导来说,结构表面的粗糙程度对结构的固有损耗有大的影响,常需要结构的表面足够光滑。传统的SEM观测模式下,研究者们可以获取样品形貌的图像信息,但很难对图像信息进行量化,也就无法定量对比不同样品的粗糙度或定量分析粗糙度对器件特性的影响。本文当中,为了能够准确、快捷、方便、定量化地对光波导探测器不同部分的粗糙度进行表征,C. Ranacher等人联系到了维也纳技术大学,利用该校电镜中心拥有的扫描电镜专用原位AFM探测系统AFSEM™ (注:奥地利GETec Microscopy公司将扫描电镜专用原位AFM探测系统命名为AFSEM,并已注册专用商标AFSEM™ ),在SEM中选取了感兴趣的样品部分并进行了原位AFM形貌轮廓定量化表征,相应的结果如图3所示,其中硅表面和氮化硅表面的粗糙度均方根分别为1.26 nm和1.17 nm。有了明确的量化结果,对于不同工艺结果的对比也就有了量化的依据,从而可以作为参考,优化工艺;另一方面,对于考量由粗糙度引起的波导固有损耗问题,也有了量化的分析依据。图3:(a) Taper结构的SEM形貌图像;(b) Launchpad表面的衍射光栅结构的SEM形貌图像;(c) 原位AFM表征结果:左下图为氮化硅层的表面轮廓图像,右上图为硅基条状结构的表面轮廓图像;(d) 衍射光栅的AFM轮廓表征结果通过传统的光学显微镜、电子显微镜,研究者们可以直观地获取样品的形貌图像信息。不过,随着对样品形貌信息的定量化表征需求及三维微纳结构轮廓信息表征的需求增多,能够与传统显微手段兼容并进行原位定量化轮廓形貌表征的设备就显得愈发重要。另一方面,随着聚焦电子束(FEB,focused electron beam)、聚焦离子束(FIB,focused ion beam)技术的发展,对样品进行微区定域加工的各类工艺被越来越广泛地应用于微纳米技术领域的相关研究当中。通常,在FIB系统当中能够获得的样品微区物性信息非常有限,如果要对工艺处理之后的样品进行微区定量化的形貌表征以及力学、电学、磁学特性分析,往往需要将样品转移至其他的物性分析系统或者表征平台。然而,不少材料对空气中的氧气或水分十分敏感,往往短时间暴露在大气环境中,就会使样品的表面特性发生变化,从而无法获得样品经过FIB系统处理后的原位信息。此外,有不少学科,需要利用FIB对样品进行逐层减薄并配合AFM进行逐层的物性定量分析,在这种情况下需要反复地将样品放入FIB腔体或从FIB腔体中去除,而且还需要对微区进行定标处理,非常麻烦,并且同样存在样品转移过程当中在大气环境中的沾污及氧化问题。有鉴于此,一种能够与SEM或FIB系统快速集成、并实现AFM原位观测的模块,就显得非常有必要。GETec Microscopy公司致力于研发集成于SEM、FIB系统的原位AFM探测系统,已有超过十年的时间,并于2015年正式推出了扫描电镜专用原位AFM探测系统AFSEM™ 。AFSEM™ 基于自感应悬臂梁技术,因此不需要额外的激光器及四象限探测器,即可实现AFM的功能,从而能够方便地与市场上的各类光学显微镜、SEM、FIB设备集成,在各种狭小腔体中进行原位的AFM轮廓测试(图4、图5)。另一方面,通过选择悬臂梁的不同功能型针(图6、图7),还可以在SEM腔体中,原位对微纳结构进行磁学、力学、电学特性观测,大程度地满足研究者们对各类样品微区特性的表征需求。对于联用系统,相信很多使用者都有过不同系统安装、调试、匹配过程繁琐的经历,或是联用效果差强人意的经历。不过,对于AFSEMTM系统,您完全不必有此方面的顾虑,通过文章下方的视频,您可以看到AFSEM™ 安装到SEM系统的过程十分简单,并且可以快速的找到感兴趣的样品区域并进行AFM的成像。图4:(左)自感应悬臂梁工作示意图;(右)AFSEMTM与SEM集成实图情况 图5:AFSEMTM在SEM中原位获取骨骼组织的定量化形貌信息 图6:自感应悬臂梁与功能型针(1) 图7:自感应悬臂梁与功能型针(2)目前Quantum Design中国子公司已将GETec扫描电镜专用原位AFM探测系统AFSEM™ 引进中国市场。AFSEM技术与SEM技术的结合,使得人们对微观和纳米新探索新发现成为可能。
  • 《原子力显微镜测量溅射薄膜表面粗糙度的方法》等标准发布
    9月30日,中国国家标准化管理委员会公布《原子力显微镜测量溅射薄膜表面粗糙度的方法》等70项标准。其中与科学仪器及相关检测所涉及的标准摘选如下:
  • 应用分享 | 激光扫描显微镜用于测量锂电池集流体的表面粗糙度
    小至手机和运动手环,大至各种电动汽车,锂离子电池都是其中的关键能源供给装置。锂离子电池重量轻,能量密度大,循环使用寿命长,且不会对环境造成污染。对于锂离子电池来说,电容量是衡量电池性能的重要指标之一。锂离子电池电极的材料主要有铝(正电极)和铜(负电极)。在充电和放电期间,电子转移发生在集流体和活性材料之间。当集流体和电极表面之间的活性材料电阻过大时,电子转移的效率降低,电容量就会减少。若集流体的金属箔的表面粗糙度过大,则会增加集流体和电极表面之间的活性材料电阻,并降低整体电容量。 集流体(左图:铝 右图:铜)如何进行锂电池负极集流体的铜箔粗糙度测定呢? 奥林巴斯提供非接触式表面粗糙度测量的解决方案: Olympus LEXT 3D激光扫描显微镜 奥林巴斯 OLS5000 激光共焦显微镜使用奥林巴斯 OLS5000 激光共焦显微镜,能够通过非接触、非破坏的观察方式轻松实现3D 观察和测量。仅需按下“Start(开始)”按钮,用户就能在亚微米级进行精细的形貌测量。 锂电池负极集流体的铜箔粗糙度测定使用奥林巴斯 OLS5000 显微镜测量粗糙度时,用户会得到以下三种类型的信息:粗糙度数据,激光显微镜3D彩色图像和高度信息以及光学显微镜真实彩色图像。这让使用人直观的看到粗糙度数据。同时,使用人可以从数据中了解集流体表面的状态。通过观察这些图像,也可以观察到实际的表面形貌。产品优点与特点 非接触式:与接触式粗糙度仪不同,非接触式测量可确保在测量过程中不会损坏易损的铜箔。这有助于防止由于样品损坏而导致的数据错误。专用物镜:LEXT OLS5000使用专用的物镜,因此您可以获得在视场中心和周围区域均准确的数据。平面数据拼接:数据可以水平拼接,从而可以在大区域上采集数据。由于拼接区域的数据也非常准确,因此与传统的测量方法相比,可以更高的精度获取电池集流体的粗糙度数据。超长工作距离:载物台水平范围为300 mm×300 mm使您可以测量较大的样品,例如汽车电池中的集流体,也不需要制备样品就可以在显微镜下观察。OLS5000显微镜的扩展架可容纳高达210毫米的样品,而超长工作距离物镜能够测量深度达到25毫米的凹坑。在进行这两种测量时,您只需将样品放在载物台上即可。
  • 150万!辽宁省检验检测认证中心计划采购激光全息表面粗糙度轮廓仪
    一、项目基本情况项目编号:JH22-210000-18483项目名称:购置激光全息表面粗糙度轮廓仪包组编号:001预算金额(元):1,500,000.00最高限价(元):1,500,000采购需求:查看合同履行期限:合同生效后4个月内到货并安装调试完毕且验收合格(具体以甲乙双方签订的合同为准)需落实的政府采购政策内容:促进中小企业、促进残疾人就业、支持监狱企业、支持脱贫攻坚等相关政策等本项目(是/否)接受联合体投标:否二、供应商的资格要求1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定。2.落实政府采购政策需满足的资格要求:无,本项目允许进口产品投标且采购的设备满足《政府采购促进中小企业发展管理办法》第六条第二款内容,故不具备专门面向中小企业采购的条件。3.本项目的特定资格要求:如果投标人所投产品为进口产品,须投标人提供制造商或国内总代理出具的销售授权书或产品销售代理证书。三、政府采购供应商入库须知参加辽宁省政府采购活动的供应商未进入辽宁省政府采购供应商库的,请详阅辽宁政府采购网 “首页—政策法规”中公布的“政府采购供应商入库”的相关规定,及时办理入库登记手续。填写单位名称、统一社会信用代码和联系人等简要信息,由系统自动开通账号后,即可参与政府采购活动。具体规定详见《关于进一步优化辽宁省政府采购供应商入库程序的通知》(辽财采函〔2020〕198号)。四、获取招标文件时间:2022年07月11日 08时00分至2022年07月18日 17时00分(北京时间,法定节假日除外)地点:线上获取方式:线上售价:免费五、提交投标文件截止时间、开标时间和地点2022年08月02日 13时30分(北京时间)地点:辽宁轩宇工程管理有限公司(沈阳市皇姑区黄河南大街56号中建峰汇广场A座801室)六、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。七、质疑与投诉供应商认为自己的权益受到损害的,可以在知道或者应知其权益受到损害之日起七个工作日内,向采购代理机构或采购人提出质疑。1、接收质疑函方式:线上或书面纸质质疑函2、质疑函内容、格式:应符合《政府采购质疑和投诉办法》相关规定和财政部制定的《政府采购质疑函范本》格式,详见辽宁政府采购网。质疑供应商对采购人、采购代理机构的答复不满意,或者采购人、采购代理机构未在规定时间内作出答复的,可以在答复期满后15个工作日内向本级财政部门提起投诉。八、其他补充事宜1.投标文件递交方式采用线上递交及现场备份文件递交同时执行并保持一致,参与本项目的供应商须自行办理好CA锁,如因供应商自身原因导致未线上递交投标文件的按照无效投标文件处理。具体操作流程详见辽宁政府采购相关通知。2.关于电子标评审的相关要求详见辽财采函〔2021〕363号“关于完善政府采购电子评审业务流程等有关事宜的通知”。电子文件报送截止时间同递交投标文件截止时间(即开标时间),解密为30分钟。如供应商未按照规定的时限响应按照无效投标文件处理。3.请供应商自行准备笔记本电脑并下载好对应的CA认证证书带至开标现场进行电子解密(开标现场不提供wifi)。同时供应商须自行准备好备份投标文件于递交投标文件截止时间前递交至代理机构处,如未递交备份文件的按照投标无效处理,供应商仅提交备份文件的而没有进行网上递交的投标文件的,投标无效。关于具体的备份文件的格式、存储、密封要求详见招标文件。九、对本次招标提出询问,请按以下方式联系1.采购人信息名 称:辽宁省检验检测认证中心地 址:沈阳市皇姑区崇山西路7号联系方式:024-312662632.采购代理机构信息:名 称:辽宁轩宇工程管理有限公司地 址:沈阳市皇姑区黄河南大街56号中建峰汇广场A座8楼联系方式:024-31918388-357邮箱地址:312353927@qq.com开户行:中国光大银行沈阳黄河大街支行账户名称:辽宁轩宇工程管理有限公司账号:364901880000244643.项目联系方式项目联系人:闫冠吉、刘甲峰电 话:024-31918388-357
  • 阿美特克旗下泰勒· 霍普森推出新款表面粗糙度轮廓仪Form Talysurf PGI NOVUS,配置Metrology 4.0软件
    p  英国莱斯特,Taylor Hobson于8月16日推出了由Metrology 4.0软件驱动的新款表面粗糙度轮廓仪Form Talysurfsup® /sup PGI NOVUS。 它十分先进的系统,适用于表面,轮廓,三维和直径测量。/pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/69bd7829-e2d4-4ea4-8f4d-ec8ee0f643c2.jpg" title="Form Talysurf® PGI NOVUS With Metrology 4.0 Software.jpg"//ppstrongPGI NOVUS系统背后的设计—将卓越与创新相结合/strong/pp  创新技术是新型PGI NOVUS系统的核心。它配备了全新的双偏置规,使系统能够测量直径和角度,并以相同的速度分析正常和反向的表面光洁度,以获得最佳性能。PGI NOVUS是市场上十分精确,稳定和可重复的高精度测量系统。/ppstrongMetrology 4.0—支持制造业的现代软件/strong/pp  Metrology 4.0软件是一个新的软件包,提供具有虚拟显示和实时控制的直观界面。它提供了对测量过程的一目了然的监控。实时模拟和真实的零件坐标使监控和控制达到了业界十分先进的水平。/pp  “新型Form Talysurfsup® /sup PGI NOVUS在测量直径和轮廓方面带来了显着的改进,特别是采用新设计的计量器,可以在上下方向进行形状和表面测量,”Taylor Hobson的表面产品经理Greg Roper谈到。“PGI NOVUS计量器旨在为用户提供更大的测量灵活性。可以在单个系统上测量小型,中型和大型复杂零件。”/pp  “新软件的功能可确保通过屏幕上形象跟踪实时测量。有一系列不同模式可供使用,提供基本元素,如可记录零件编程,以及包括变量在内的可编程功能的高级工具箱。该功能允许为一组不同尺寸的零件创建一个程序,最大限度地降低操作员所需的工作量和培训水平,同时保持最高的测量精度,”Greg解释道。/pp  此外,Taylor Hobson提供独特的选项,支持从实验室到车间的所有环境中的高精度测量。 有三种仪器加附件地选择可满足所有的应用要求。/ppstrong主要应用:/strong/pp· 滚珠丝杠轴向测量—节圆直径两侧均可(PCD)。/pp· 轴承—球形,滚轴和四点接触。/pp· 燃料喷嘴—平直度和阀座倾角。/pp· 多部分测量—使用单个程序。/pp  Taylor Hobson在超精密测量仪器领域居于前列,产品广泛应用于光学,半导体,制造业和纳米技术等市场。它是阿美特克超精密技术部的一个分支,阿美特克是世界领先的电子仪器和机电设备制造商,年销售额达43亿美元。/p
  • 轻松实现粗糙表面样品拉曼成像 ——EasyNav拉曼成像技术包
    HORIBA新推出的拉曼成像技术包——EasyNavTM,融合了NavMapTM、NavSharpTM 和 ViewSharpTM三项革命性应用设计,能够让您便捷导航、实时聚焦、自动定位,轻松实现粗糙表面样品拉曼成像。1NavMapTM快捷导航、定位样品作为一种新的视频功能,NavMapTM可同时显示全局样本和局部放大区域的显微图像,这意味着您可以直接在全局图像上移动,并在局部放大图上鉴别出感兴趣的样品区域。便捷实时导航▼NavMapTM视图2NavSharpTM实时聚焦,获取清晰导航图像在您导航定位样品的同时,NavSharpTM可实时聚焦任意形貌样品,使样品始终处于佳聚焦状态,进而获取清晰样品表面图像。佳聚焦状态,增强用户体验▼ 使用/不使用NavSharpTM的区别3ViewSharpTM构建3D表面形貌图获取焦平面拉曼成像图在粗糙表面样品拉曼成像过程中,ViewSharpTM 可以获取样品独特的3D形貌图,确保样品实时处于佳聚焦状态,反映样品处于焦平面的显微图像。由于不依赖拉曼信号进行实时聚焦,拉曼成像速度要远远快于从前。使用/不使用ViewSharpTM的区别NavMapTM、NavSharpTM及ViewSharpTM技术各有优势,不仅可以单独使用,也可以综合起来,满足用户的不同测试需求,EasyNavTM拉曼成像技术包的功能已经在多种样品上得到实验和验证。晶红石样品的3D表面形貌图晶红石样品的3D拉曼成像图全新 EasyNavpTM 能够兼容 HORIBA 的 LabRAM HR Evolution 及 XploRA 系列拉曼光谱仪,功能更强大,使用更便捷。HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术,HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。
  • 2GL双光子灰度光刻技术成为消除台阶效应的光学加工解决方案
    斯图加特大学的Harald Giessen课题组研究人员使用Nanoscribe的双光子灰度光刻系统Quantum X加工出了具有优异光学性能的双层透镜(下方左图)。采用非球面面型设计的透镜对聚焦效率有明显提升,并且双层透镜对比单层透镜在时场上有明显提升(下方右图)。“我们设计、打印和优化了直径为300微米的空气间隔双透镜。优化后,双透镜的顶部透镜残余形状偏差小于100纳米,底部透镜残余形状偏差小于20纳米。我们利用USCF1951分辨率测试图表检查光学性能,发现分辨率达到645线对每毫米。” ---Harald Giessen课题组在实验中,研究人员引入了传统的双光子聚合技术(2PP)与先进的双光子灰度光刻技术(2GL)之间的比较。采用双光子灰度光刻技术加工出的透镜表面无台阶结构(step free),能够带来优异的光学性能。这是由于传统的双光子聚合技术中光斑大小不能全自动进行调节,导致加工出的透镜表面存在台阶结构,而这是微光器件中不希望看到的,因此即使多次对结构进行迭代优化,始终难以有满意的结果。双层透镜在USCF 1951标准的测试中结果高达645lp/mm,其中300微米口径的透镜PV值测量结果达到100nm,研究人员认为此数值有希望到达20nm。USAF-1951是目前唯一公认的能够对光学器件进行测量和量化的标准。尽管会受到系统中的镜头、匀光器、CMOS传感器等各组件性能的影响,也会有人眼识别带来的误差,但是透镜的性能瓶颈是能够明显看出的。测试结果是该透镜的分辨率达到645lp/mm,而在网上能搜索到的商用镜头的Z高数值为200lp/mm左右。也就是说这个数值代表了打印的透镜具有优异光学性能,适用于高要求的图像采集系统和显示系统。上图为使用共聚焦显微镜测试的PV值结果。这个数值反映了透镜设计值与测量值的误差,同时要参考透镜的口径进行评价,测量过程是对双层透镜进行单独测量,上方口径较大的300微米直径的透镜PV值为100nm,下方口径为162微米的透镜PV值为20nm,一般情况下,透镜的口径越大,PV值越难控制。同时,共聚焦测试出空间均方根表面粗糙度为4nm。4nm表面粗糙度和20nm PV值,这两个数值为双层透镜的645lp/mm分辨率提供了基础保证,也证明了双光子灰度光刻技术适用于加工超高精度微光学器件。双光子灰度光刻技术优势传统的双光子聚合技术(2PP) 对比其他加工技术的优势在于加工体素的悬空,可以一步打印出不用支架支撑的具有三维复杂结构的微纳器件,如钟摆结构和倒扣结构。这种比较简单的双光子聚合技术利用均一或变化缓慢的光斑在三维空间内逐层移动将结构加工出,这种技术加工出的结构就像金字塔一样具有一个个台阶,这是因为光斑大小没有随结构形状进行快速变化而产生的。基于传统双光子聚合技术,Nanoscribe公司推出了双光子灰度光刻技术(2GL)。该技术能够将悬空的光斑以1MHz的频率进行4096级调节,软件和硬件上都实现了全自动。结合灰度技术后,由于两个值不再受Z小加工体素的限制,而是依赖于光斑的变化速率与级数,打印结构的形状精度和表面粗糙度可以得到显著提升。双光子聚合技术和双光子灰度光刻技术的对比。左图为双光子聚合技术,右图为双光子灰度光刻技术Nanoscribe公司产品应用经理Benjamin Richter分别使用传统的双光子聚合技术(下图左侧)与双光子灰度光刻技术(下图右侧)加工出一个小姑娘模型,来验证台阶效应的消除。这简直是从低分辨率升级到了4K时代。在提升精度的同时,灰度技术还可以显著提升加工速度。4096级光斑大小调节能够以一层加工出灰阶位数为12bit的结构。Nanoscribe的QX平台系列设备比PPGT2的加工速度提升了1个数量级。 PMID: 36785392 DOI: 10.1364/OE.480472详情请咨询纳糯三维科技官方网站 nanoscribe-solutions.cn联系我们 china@nanoscribe.com德国总部中国子公司Hermann-von-Helmholtz-Platz6,76344 Eggenstein-Leopolds-hafen,Germany上海徐汇区桂平路391号B座1106A+49 721 9819 800china@nanoscribe.com
  • 首块激光器和光栅集成的硅芯片问世
    据美国物理学家组织网8月10日(北京时间)报道,新加坡数据存储研究所的魏永强(音译)和同事首次构建出一种由一个激光器和一个光栅集成的新型硅芯片,其中的光栅能让光变得更强并确保激光器输出1500纳米左右波长的光,而通讯设备标准的操作波长正是1500纳米。  光纤在传输数据时需要让不同波长的激光束同时通过,但这些不同波长的光波容易相互串扰,因此需要对激光器进行精确谐调,让其发出特定波长的光以避免这种串扰。使用光栅可以解决这个问题。  科学家们之前使用传统方法试图将一个激光器和一个光栅集成于一块硅芯片中,但都没有获得成功。激光器一般由几层半导体薄层构成,而光栅则由硅蚀刻而成,所有的材料都必须精确地对齐。传统的方法是,将激光器和光栅种植于一块独立的半导体芯片上,整个过程大约需要50多步,而且要求硅晶表面的粗糙度非常低,小于0.3纳米。  在新硅芯片中,激光器置于一面镜子和一个弯曲的光栅之间。光栅就像一块具有选择能力的镜子,仅仅将某一特定波长的光反射回激光器中,这样就制造出了一个光共振腔,使激光活动只针对特定波长,因此提供了通讯领域要求的精确性。  魏永强对这款新芯片进行测试后发现,其性能优异,发出光的功率为2.3毫瓦,而且只发出特定波长的光。  魏永强表示:“从实际应用角度来考虑,我们需要将多光源激光器集成在一块芯片上,因此将多个激光器和光栅整合在一块硅芯片上将是我们下一步面临的挑战。我们计划通过利用能处理更广谱波长的同样的光栅结构来按比例扩展最新的单波长激光器。新设备标志着我们很快就能对集成在单硅芯片上的通讯设备进行商业化生产。”
  • 麦克应用系列之粒度粒形—颗粒分析的准确度对生产过程和最终产品的影响(20190628))
    颗粒分析的准确度对生产过程和最终产品的影响图像分析系统可以测量颗粒大小、形状和浓度,并且允许用户对特定的颗粒设置测量参数作者:PETER BOUZA 美国麦克仪器粒度市场发展部经理颗粒分析在医药行业中,无论是生产效率或生产过程,都起着关键性的作用。粒径可以影响辅料或活性药物成份(API)的溶解度,并也可能会影响到药物制剂。各种已有的颗粒分析技术完全能满足今天的药品市场所需的颗粒粒度测量要求。然而,在某些情况下,简单的控制颗粒大小并不能完全的控制最终产品。对监测和控制颗粒的形状尤为重要。近年来,在制药行业的研究和质量控制中,了解颗粒形状的信息促进了图像分析的发展。测量颗粒形状大多数粒度分析方法在分析颗粒时,都把颗粒假定为球形,输出的报告也为“相当于球形直径”的结果。这种假设在大多数情况下是不能接受的。例如,样品在流动生产过程中,单独监测颗粒大小是不准确的。有些粒子可能是球形,一些可能是矩形,球形颗粒比长方形颗粒流动性更好些—需要更少的能量。为确保矩形颗粒均匀流动,则需要更多的能量。颗粒形状影响流动性,颗粒与其他样品组成成分正确地混合能力将影响最终产品的结果。图1:两种相当于大约63微米球形直径的粒子。然而,两者在形状和作用上有明显的区别。 图1表示的是一个真实的样品例子。大多数用来测量颗粒粒度的方法都认为样品的颗粒形状类似于球形。该颗粒粒径是“相当于球形”大约63微米的直径,这是由接近于具有相同面积的球体颗粒计算得到的。虽然报告粒径结果认为得到了类似的统计直方图,但这些颗粒实际是不一样的。在生产环境中,形状的不规则性巨大地影响流动性,形状边缘也会影响与其他颗粒的粘接能力,暴露的表面也会影响所需的覆盖量。如果这些和其他与形状相关的因素在分析过程中是很重要的因素,那么使用单一的粒度分析仪在分析过程中就可能无法捕捉到必要的参数。图像分析系统的其他功能除了能够测量颗粒大小和形状,图像分析系统也可以测量浓度。这些系统可以分析被捕获的颗粒,同时,他们也可以对颗粒计数,提供一个颗粒浓度参数。此外,如果样品中含有大量各种形状的颗粒,大多数图像分析系统都可以在软件-计算形状参数的基础上定出一个分析样品的数量。在图2上的直方图中显示的是两个完全不相同的样品峰。图像分析系统可以让用户选择性的查看创建每个直方图 峰值的实际颗粒的分析结果。图2:大多数图像分析系统使用户能够根据具体形状参数有选择性地查看颗粒不同部分的统计直方图。 当然,大多数图像分析系统在分析颗粒图像时总是有益的。而且,除了可以统计颗粒分析结果外,图像分析系统还可以采集每一个被分析颗粒的图像。很多时候,用户可以得到样品粒度的“指纹”统计直方图,但无法确定某些分布颗粒的类型。用户可根据需要设置代表性颗粒、所有颗粒或者只有那些可能影响部分直方图的某些颗粒的统计范围。例如,用户可以设定一系列的圆来查看样品中的球形颗粒。用户可设定一个完美的圆1,选择圆幅度接近1,以查看所有球形颗粒。更多的实际例子,如使用多个形状参数的图像分析系统直接测量颗粒表面粗糙度或平滑度,使用户能够监测相关的颗粒形状。例如,设置一个程序,随着粒径的增大,颗粒变得更光滑。只有图像分析系统才能实现自动化的测量和相关系数与统计值的结合。下列案例研究显示了在实际药物辅料中使用动态图像分析仪在自动图像分析里的一些优点。正如这个研究表明的一样,用户利用形状参数,可以更好地控制和监测样品颗粒,从而得到更有效的结果和更有效的成本控制。图3:外形表面粗糙度的形状参数。备注:表面粗糙度影响形状因素,而不是大小或圆形度。案例研究:八个辅料表面粗糙度的对比在制药行业中,辅料的选择是基于所起的不同作用来选择的。除了作为API的非活性载体外,他们在生产中还起了重要的作用。有些辅料的选择是根据他们作为粘结剂、填料和控制API溶解速度的媒介来选择的。然而,在保护易损坏的涂料和润滑油中,确保他们的流动性也是很重要的。无论如何,都必须监控辅料的表面粗糙度。形状特征,特别是形状因素所界定的不规则度都决定了表面粗糙度。颗粒形状分析仪能监测和控制颗粒在包装和制剂的过程中是如何与API相互作用的,以及在通过消化道时的吸收情况。用在本案例研究的仪器-Particle Insight(Particulate Systems)-可以分析在水相或者有机溶剂中的悬浮颗粒。在这个案例研究中,Particle Insight的尺寸和形状参数的9/28被选择来分析八个辅料。在这一案例研究只有一个参数—形状因素被讨论。形状因素可根据颗粒的面积和投影的周长来计算。参数是一个介于0和1之间的数字,一个平滑的圆圈形状因素等于1。类似于圆形度的情况,一般颗粒形状因素受非圆程度的影响。然而,不规则的周长,也就是表面粗糙度,也影响形状因素。参阅图3可看出测试不同形状的颗粒的形状因素是不同的。如图所示,颗粒表面粗糙度也可改变颗粒的形状因素。分析结果本研究是建立在60秒至4分钟之间采集多达10,000个颗粒的分析结果基础之上的,并与被使用的每个样品的分散度有关。图4:8个辅料中的每个辅料所对应的形状因素图4显示了这八个被分析辅料中任何一个被恢复的形状因素(表面粗糙度的测量)。该表按递减的方式排列形状因素。请注意,形状因素越靠近1,表面越平滑。表5、6和7显示的是Particle Insight为一些辅料自动拍摄的照片。这些照片揭示:平均形状因素为0.843的硬脂酸钠比平均形状因素为0.655的乳糖水合物有更光滑的表面。作为一个实际样品,硬脂酸钠在生产、成型的过程中比乳糖水合物更容易流动。图5:硬脂酸钠图6:硬脂酸图6:乳糖水合物结论在选择辅料时,对颗粒形状的测量在生产过程中是非常重要的。像润滑油一样,具有低表面粗糙度的或者高形状因素的辅料可以促进粉末的流动和压片的形成。在生产过程中,表面粗糙的辅料填充剂会影响药物的粘结和溶解,并且影响API在消化道里释放的位置。动态图像分析仪的出现实现了前所未有的自动化信息的传递。在这种情况下,Particle Insight根据表面粗糙度来区分辅料的种类,并且在生产过程中,表面粗糙度也是颗粒的一个重要特征。参考1.Tinke,A.P.,Govoreanu,R.,Vanhoutte,K.“ParticleSizeandShapeCharacterizationofNanoandSubmicronLiquidDispersions,”AmericanPharmaceuticalReview,Sept/Oct2006作者简介:Peter Bouza 美国麦克仪器公司粒度市场发展部经理。他主要负责麦克公司的颗粒粒度、计数和形状分析仪器的开发。Peter Bouza于2007年加入麦克公司,并且在颗粒表征领域拥有了超过16年的经验。颗粒系统是麦克公司为创新性的OEM颗粒表征产品技术推出的一个新的品牌。Particle Insight全自动粒形分析仪Particle Insight,采用动态光散射技术,内置多达30种的颗粒分析模型,可提供颗粒粒度、粒形、平整度、圆度、长径比等参数,能够在最极短的时间内,获取颗粒粒度和粒形信息。粒径分析范围:1-800μm同时进行粒度和粒形分析内置多达30种的不同颗粒形状参数实时分析水系或有机系样品,并实时监测结果完全符合ASTM D4438-85(2007)、ISO 9276-6:2008、ISO 13322-2:2006等国际标准本篇文章若没得到麦克默瑞提克(上海)仪器有限公司同意,禁止转载,违者必究!
  • 颗粒分析的准确度对生产过程和最终产品的影响
    颗粒分析在医药行业中,无论是对生产结果或生产过程,都起着关键性的作用。粒径可以影响辅料或活性药物成份( API )的溶解度,并也可能会影响到药物制剂。各种已有的颗粒分析技术完全能满足今天的药品市场所需的颗粒粒度测量要求。 然而,在某些情况下,简单的控制颗粒大小并不能完全的控制最终产品。对监测和控制颗粒的形状尤为重要。近年来,在制药行业的研究和质量控制中,了解颗粒形状的信息促进了图像分析的发展。 大多数粒度分析方法在分析颗粒时,都把颗粒假定为球形,输出的报告也为&ldquo 相当于球形直径&rdquo 的结果。这种假设在大多数情况下是不能接受的。例如,样品在流动生产过程中,单独监测颗粒大小是不准确的。有些粒子可能是球形,一些可能是矩形,球形颗粒比长方形颗粒流动性更好些&mdash 需要更少的能量。为确保矩形颗粒均匀流动,则需要更多的能量。颗粒形状影响流动性,颗粒与其他样品组成成分正确地混合能力将影响最终产品的结果。 图像分析系统可以测量颗粒大小、形状和浓度,并且允许用户对特定的颗粒设置测量参数。在选择辅料时,对颗粒形状的测量在生产过程中是非常重要的。像润滑油一样,具有低表面粗糙度的或者高形状因素的辅料可以促进粉末的流动和压片的形成。在生产过程中,表面粗糙的辅料填充剂会影响药物的粘结和溶解,并且影响API在消化道里释放的位置。动态图像分析仪的出现实现了前所未有的自动化信息的传递。在这种情况下,Particle Insight根据表面粗糙度来区分辅料的种类,并且在生产过程中,表面粗糙度也是颗粒的一个重要特征。
  • 使用OLS5100激光共聚焦显微镜对功能性薄膜进行检测
    食品包装、工业材料和医疗应用中使用的薄膜表面具有各种特性,如透明度、光泽度、防水性、防污性和非粘附性。表面处理和加工工艺用于增加各种表面功能。为了评估薄膜的表面处理和加工质量,测量表面粗糙度至关重要。这项检测会测量薄膜表面细微不平整的粗糙度,并对其进行数值量化。测量表面粗糙度的一种方法是使用3D激光共焦显微镜。在一次实验中,我们试图使用聚乙烯薄膜(食品保鲜膜)和抗静电薄膜来验证薄膜中的静电和表面粗糙度之间是否存在关系。为了进行粗糙度测量,我们使用了LEXT OLS5100 3D激光共聚焦显微镜。继续阅读以了解结果!目视比较抗静电薄膜与聚乙烯薄膜的表面状况我们能够使用OLS5100 3D激光共聚焦显微镜目视确认了这两种薄膜的表面状况。OLS5100 显微镜使用405 nm紫激光束扫描样品表面以采集3D数据。该系统与可适应405 nm波长并减少像差的专用LEXT物镜配对,可以清晰地捕获传统光学显微镜和普通激光显微镜难以捕获的精细图案和缺陷。光学系统也是非接触式的,因此,即使是薄膜等柔软样品,也无需担心会造成表面损坏。红色激光(658 nm:0.26 μm 线距)与紫色激光(405 nm:0.12 μm 线距) 在此图中,您可以清楚地看到聚乙烯薄膜的表面没有奇特的形状,并具有轻微的不平整。相比之下,抗静电薄膜则存在周期性亚微米到几十纳米的锯齿状不平整。50倍物镜下的聚乙烯薄膜(食品保鲜膜)与50倍物镜下的抗静电薄膜 量化抗静电薄膜与聚乙烯薄膜的表面状况接下来,通过使用相同的3D激光共聚焦显微镜测量表面粗糙度,量化了这两种薄膜表面的视觉不平度差异。在这一步中,重要的是选择合适的透镜来观察样品,以获得较为可靠的测量结果。得益于Smart Lens Advisor,OLS5100显微镜可以轻松确定*所选物镜是否适合样品。在本例中,系统确定专用LEXT 50倍物镜适用于薄膜的粗糙度测量。显微镜使用50倍物镜测量这两种薄膜时获得了以下结果:测量中值得注意的粗糙度参数为Sq、Sz、Sa、Sdr和Sal。以下是对这些参数的概括说明:Sq(均方根高度)、Sz(最大高度)和Sa(算术平均高度)这些参数表示与平均表面相比的不平度大小。在本例中,值较大的抗静电薄膜表示不平度较大。Sdr(界面扩展面积比)Sdr表示表面积的增长率。在本例中,具有较小Sdr值的聚乙烯薄膜表面积较小。相比之下,由于表面的不平度较大,抗静电薄膜的表面积较大。Sal(自相关长度)虽然大多数参数评估的是高度方向的粗糙度,但Sal是少数关注横向(如条纹和颗粒密度)的参数之一。Sal值越小表示形状越陡、颗粒越细。相反,Sal值越大则表示表面的不均匀形状越平缓。因此,我们可以得出结论,抗静电薄膜的Sal值越小,在不均匀表面上的颗粒状越精细。用表面粗糙度数据测定薄膜静电静电量的三个主要决定性因素是接触面积、摩擦力和湿度。在本文中,我们重点关注的是与表面粗糙度密切相关的接触面积。一般来说,物体之间的接触面积越大,产生的静电荷就越多。在这个实验中,我们可以看到物体之间接触面积小的抗静电薄膜比接触面积大的聚乙烯薄膜产生的静电小。与聚乙烯薄膜更光滑的表面相比,抗静电薄膜较大的不平度减小了接触面积。您可以在下面看到电荷量与表面粗糙度数据的关系:抗静电薄膜与聚乙烯薄膜(食品保鲜膜)
  • 织物起起毛起球测试实验评价及检测方法分类
    纺织品起毛起球测试方法很多,不同的标准对织物起毛起球测试的要求都不尽相同,部分标准能用一台设备满足但是也存在同一个类测试不同的标准需要用到不同都测试仪器,所以对于织物起毛起球测试实验和评价方法存在一些差异,本文就目前国内市场上常用的检测标准差异的不同做出如下汇总:    1.与标准样照对照评级  即在标准光照条件下, 由评估者将起球试样与标准等级样照加以比较后进行等级评定。这是目前应用最为广泛的主观评定方法, 虽然快速,但是需要比较有经验的试验人员, 受主观影响较大。另外由于织物种类不同,起球方法不同,各个机构制定的标准等级样照不同也会引起评定结果的差异。且标准中要求摩擦一定时间后再来评级,这与消费者的要求相矛盾。    2.文字描述起球特征  用文字描述是一个相对模糊的概念, 不同的人对于织物起球的描述可能会有很大的差别, 无法定量分析。此外,文字描述一般只考虑到起球形成过程的顶峰,而没有考虑到在越过起球顶峰后毛球的脱落过程。不同的织物起球落球的速度和时间是不同的, 它对织物的抗起球性有较大的影响。    3.计算单位面积上的毛球数量和毛球质量  N aik和 Lopez -Am 认为将毛球数和毛球质量结合起来考虑,将起球试样表面的毛球剪下,数毛球个数并称重,以它们的乘积来衡量织物的起球程度,这样既考虑了毛球的数量又考虑了毛球大小。    4.起球曲线  为了了解整个起毛 -起球 -毛球脱落的全过程 ,可以用起球曲线来评定织物的起球程度。起球曲线反映了试样所承受的摩擦作用时间 (一般以摩擦次数表示)和试样单位面积上起球的关系。这种方法可以克服上述评价方法的某些不足, 在科研工作中有一定的价值, 但是花费的时间比较多。    5.激光测试评价方法  H . S. K i m 等人提出使用激光与 X - Y 坐标来测量光束到织物表面的距离, 进而生成表面的高度图像。这种方法的优点是不取决于光照,能测试织物真正的表面特征。缺点是速度较慢并且比现今采用的视觉系统昂贵。    6.利用织物表面光照的反射性不同的方法  物体表面越粗糙光泽度越小, 在微米和数十微米范围内呈负相关关系。这种方法的局限性在于织物的组织结构不同, 其反射情况也不同, 而且粗糙度大时,粗糙度与光泽度的负线形关系会改变, 给测试带来误差,且外界环境如光照条件的改变也会影响测试结果的精确性。    7.利用人工神经网络  采用神经网络技术建立和训练反映纱线、织物结构参数与织物起毛起球性之间关系的三层神经网络模型,对比预测值和实验值,表明用神经网络方法预测织物起毛起球性有相当的准确性。神经网络预测模型在直接用于织物的起毛起球性时还不完善, 输入和隐含结点数对网络训练速度和预测精度产生一定的影响,但能较准确地预测出织物的起毛起球性。    8.图像处理方法  图像处理方法评价织物起毛起球的方法有两类,一类是基于起球织物灰度图像的织物起球等级的计算机视觉评估, 另一类是基于起球织物表面形态高低起伏信息的织物起球等级的计算视觉评估。 更多关于 起毛起球测试仪:http://www.qmqqy.com/productlist/list-5-1.html
  • 13台光学仪器及设备入围!3i奖-2022年度科学仪器行业优秀新品-下半年入围名单公布
    “3i奖-2022年度科学仪器行业优秀新品”下半年入围奖评审已经结束,经专业编辑团初审、网络评审团初评,现已确定2022年度下半年入围奖名单。3i奖-科学仪器行业优秀新品,由仪器信息网发起,旨在将在中国仪器市场上推出的、创新性比较突出的国内外仪器产品全面、公正、客观地展现给广大的国内用户。该评选活动自2006年起已经成功举办了十六届,本次是第十七届。该活动自推出以来,受到越来越多的仪器用户、国内外仪器厂商以及相关媒体的关注和重视。在技术评审委员会主席团监督下,经仪器信息网“专业编辑团”初审、”网络评审团“评审,产生了“科学仪器优秀新品”评选活动2022年度入围名单,获“入围奖”的仪器新品进入到年度“提名奖”评审环节。2022年全年申报并审批通过的新品共649台,下半年荣获“入围奖”的仪器新品135台,其中光学仪器及设备共13台,行业专用仪器3台,测量仪器1台。光学仪器及设备、行业专用仪器、测量仪器入围名单如下(排名不分先后):仪器名称型号创新点公司名称 光学仪器及设备Nicolet RaptIR傅里叶变换红外显微镜 RaptIR查看 赛默飞世尔科技分子光谱 neaSCOPE纳米光谱与成像系统 neaSCOPE查看 QUANTUM量子科学仪器贸易(北京)有限公司 透射电镜气体光热原位系统 CNT-BOH查看 厦门超新芯科技有限公司 多功能材料微区原位表征系统-FusionScope FusionScope查看 QUANTUM量子科学仪器贸易(北京)有限公司 纳克微束高分辨场发射扫描电镜 FE-1050系列 FE-1050系列查看 纳克微束(北京)有限公司 新一代低电压透射电子显微镜-LVEM 25E LVEM 25E查看 QUANTUM量子科学仪器贸易(北京)有限公司 Arctis 冷冻等离子体聚焦离子束电镜 Arctis查看 赛默飞世尔科技电子显微镜 国仪量子钨灯丝扫描电镜SEM3300 SEM3300查看 国仪量子(合肥)技术有限公司 电镜国产液态镓离子源代替进口17135离子源使用 8217150查看 大束科技(北京)有限责任公司 Glacios 2 冷冻透射电镜 Glacios 2查看 赛默飞世尔科技电子显微镜 EBSD探测器Symmetry S3 牛津仪器 Symmetry查看 牛津仪器科技(上海)有限公司 nGauge便携式芯片原子力显微镜 nGauge查看 QUANTUM量子科学仪器贸易(北京)有限公司 高谱成像显微/内窥镜高光谱成像采集系统 HY50系列查看 杭州高谱成像技术有限公司 行业专用仪器全自动透皮扩散系统 KX-ADP-V24查看 大连科翔科技开发有限公司 Cetac APS-7650G 重量法样品制备系统 APS-7650G查看 仪真分析仪器有限公司 HGK-86全自动(食药)二氧化硫检测仪 HGK-86查看 上海赫冠仪器有限公司 测量仪器优可测粗糙度轮廓仪-纳米表面粗糙度检测 EX 230查看 优可测 需要特别指出的是,本次入围评选仅限于2022年上市、2022年12月31日之前申报的仪器新品。有些厂商虽然在网上进行了申报,但在规定时间内没有能够提供详细、具体的仪器创新点说明,有说服力的证明材料以及详细的仪器样本,因此这次没有进入入围名单。另外,非独家代理的代理商提供的优秀国外新品也不能入选。由于本次参与申报的厂家较多,产品涉及门类也较多,对组织认定工作提出了很高的要求,因此不排除有些专业性很强的仪器未被纳入评审范围。该入围名单将在仪器信息网进行为期10天的公示。所有入围新品的详细资料均可在新品栏目进行查阅,如果您发现入围仪器填写的资料与实际情况不符,或非2022年上市的仪器新品,请您于2023年3月3日前向“科学仪器优秀新品”评审委员会举报和反映情况,一经核实,将取消其入围资格。“科学仪器优秀新品”评审委员会联系方式:电话:010-51654077-8027 刘女士传真:010-82051730电子信箱:xinpin@instrument.com.cn“仪器及检测3i奖”,简称“3i奖”(创新Innovative、互动Interactive、整合Integrative),始于2006年,是由信立方旗下网站——仪器信息网和我要测网联合举办,随着科学仪器及检验检测行业的发展需求,应运而生。截至目前已设有12类奖项,记录了行业发展路上的熠熠星光。3i奖作为行业公益奖项,始终秉承着“公正、公平、公开 ”的原则,依托信立方长期合作的业内权威专家和数千万用户进行评审,遴选出代表技术发展趋势的创新产品、表彰科学仪器及检测行业表现卓越的企业、企业家和具有特殊贡献的研发人物等,弘扬正能量,促进行业高速发展。了解更多3i奖详情:https://www.instrument.com.cn/event/prize
  • AES/XPS/SIMS/GD-OES(MS)深度剖析定量分析
    溅射深度剖析作为表面分析的常规技术,被广泛应用于膜层结构元素成分随深度变化的表征,但由于溅射、样品粗糙度以及测量信号来源于距样品表面不同的深度等因素的影响,使得测量的深度谱与原始的膜层结构比较可能会有较大的畸变。对测量深度谱数据进行定量分析,不仅可以确定样品的膜层结构,还可以获得其界面粗糙度、元素间的互扩散系数、元素的溅射速率、以及溅射深度分辨率等定量信息。报告讨论了多晶样品深度剖析中溅射诱导粗糙度产生的原因及消除的方法。并以4Si(15nm)/Al(15nm) AES、XPS和ToF-SIMS,以及60Si(3.7nm)/B4C(0.3nm)/Mo(3.0nm) 脉冲-射频-GDOES等深度谱为例,讨论了溅射诱导粗糙度对测量深度谱的影响及其相应的定量分析。同时还提出了将TV正则化与MRI深度分辨率函数结合,对深度谱数据进行反卷积定量分析的新方法,并应用于8Ni(25nm)/Cr(25nm) AES、60Si(3.5nm)/Mo(3.5nm) 脉冲-射频-GDOE和ToF-SIMS深度谱的定量分析,获得的膜层结构与HR-TEM的测量结果相吻合。点击查看视频回放王江涌,博士,教授,1984年武汉大学理论物理专业学士;1989年四川大学原子与分子物理专业硕士;1997年南非自由州大学表面物理专业博士;1998-2001年美国堪萨斯州立大学物理系研究助理;2001-2009年德国马普金属研究所高级研究员;2009年起任汕头大学物理系教授。从事表面分析工作近三十年,在薄膜相变及深度剖析定量分析领域做出了诸多创新性工作。发表英文专著2部,论文150余篇(SCI 110余篇)。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》等期刊编委、评委。
  • 李海洋团队研发高效摩擦电离质谱离子源 可显著提升电离效率
    近日,中科院大连化学物理研究所快速分析与检测研究组李海洋研究员团队在微型质谱仪的大气压进样接口中发现了摩擦电离现象,并且通过改变粗糙度等措施,显著提升了微型质谱仪的电离效率。该工作不仅阐明了非连续大气压接口(DAPI)的微型质谱在开闭过程中摩擦电离现象的存在;同时,提供了一种无需光、热、辐射的新型质谱离子源。  非连续大气压接口的微型质谱具有体积小、便携等优点,被广泛应用于毒品、爆炸物和环境污染物的现场检测中。前期,李海洋团队发展了试剂分子辅助大气压化学电离源,并与离子阱质谱仪联用,实现了痕量检测毒品(Anal. Chem.,2019;Anal. Chem.,2020)、爆炸物、农药等。  该工作发现,在没有外加电离源时仍可在非连续大气压接口离子阱质谱上观测到很强的离子信号,并确证了夹管阀开启过程中,硅胶管内部摩擦可以引起电离;对硅胶管材质、内壁粗糙度、摩擦次数和频率等参数的优化后,信号强度增强近20倍。此外,团队还将该摩擦电离技术用于酮类水溶液流过后的硅胶管中,可以检测到管内壁残留的酮类化合物,初步展现这种不需要热、光、辐射、辅助气体或溶液的摩擦电离在表面检测方面的潜力。  上述成果以“Triboionization in Discontinuous Atmospheric Pressure Inlet for a Miniature Ion Trap Mass Spectrometer”为题,发表在《分析化学》(Analytical Chemistry)上。  文章链接:https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c02611
  • HORIBA海外用户简讯|【UCLA 杨阳课题组最新Science】叠加太阳能电池,1+1=2?关键要看润滑度
    本文授权转载自公众号“研之成理”,原作者:ccl开组会的时候,你可能常常听老板说:你们看a材料xxx性能好,b材料xxx性能好,刚好互补嘛,xxx同学,你把两者复合到一起,岂不是很厉害。可是一篇science级别工作。但实验结果很可能会"打脸"。做科研,别说1+1 2;有时候想要达到1+1=2的效果都很难。在刚刚新鲜出炉的science文章中,来自加州大学洛杉矶分校的杨阳教授课题组报道,他们成功制备了钙钛矿/cu(in,ga)se2(简称cigs)叠加太阳能电池,成功实现了叠加太阳能电池的1+1=2。因为单节太阳能电池存在肖克利奎伊瑟限(shockley–queisser limit);shockley–queisser limit是指单p-n节太阳能电池所能达到的理论能量转换限;所以,构建叠加太阳能电池是突破限的有效途经。科学家们看中了钙钛矿和cu(in,ga)se2这两种材料,他们单独作为电池的效果就不错,同时有较宽的可调带宽等等优点。但两者叠加的效果一直不理想,远远达不到1+1 =2的效果。研究发现叠加不理想的关键因素是界面处的“粗糙度”。粗糙度高导致两种材料在界面处相互缠绕,容易形成很多短回路,严重影响电子和空穴的传递。在这篇science中,作者通过沉积氧化铟锡层,然后再通过化学抛光,降低表面粗糙度,从而实现22.43%的效率。图1 表面抛光对cigs电池的影响图2 半透明钙钛矿电池性能图3 叠加电池性能 杨阳教授现任美国加州大学洛杉矶分校(ucla)材料科学与工程学院的卡罗尔和劳伦斯?tannas jr.讲座教授。主要研究方向是太阳能及高效能电子器件。已在science, nature, nature materials, nature communication, nature photonics, nature nanotechnology, science advance, angewandte chemie international edition, journal of american chemical society, energy and environmental science, physical review letters等国际著名刊物发表三百余篇论著, 获得24项授权。2017年初,h指数在达到132(引用超过80000次)。在有机光伏(opv), 可溶液加工石墨烯和cigs/czts/perovskite太阳能电池等领域做出了杰出的贡献。曾获台湾成功大学杰出校友奖,南加州华美工程师与科学家协会(cesasc)的杰出成就奖,ieee光伏专家和ieee半导体研究协会发明奖和美国科学基金会年轻成就奖(nsf career award)等奖励,并被选为美国物理学会会士(aps),美国材料研究学会会士(mrs),英国皇家化学学会会士(frsc),美国电磁学学院会士和国际光电子学会会士(spie)。杨教授还被汤森路透(thomason reuters)选为“世界上具影响力的科学家”(全球只有19位科学家被选中) 他同时也是材料科学与化学类别高度引用的教授(2013-2017年)。2010年他被“科学观察”选为热门研究人员(仅选出了全球11名科学家,包括两位理工科得主-杨教授和andre geim (2010年诺贝尔物理学奖获得者) 以及其余九位生物医学得主)。免责说明horiba scientific公众号所发布内容(含图片)来源于文章原创作者提供或互联网转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有,horiba scientific 发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享,供读者自行参考及评述。如果您认为本文存在侵权之处,请与我们取得联系,我们会及进行处理。horiba scientific 力求数据严谨准确,如有任何失误失实,敬请读者不吝赐教批评指正。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。horiba科学仪器事业部结合旗下具有近 200 年发展历史的 jobin yvon 光学光谱技术,horiba scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天horiba 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。
  • 奥林巴斯激光共焦显微镜OLS5100,5G技术普及守护者
    说到5G技术,我们会想到一个字:快!更严谨的来说,5G技术有3大优点: 1. 超大连接2. 超快速度3. 超低延时高速,同样需要付出代价,那就是:传输损耗 研究发现,高频信号比低频信号更容易造成信号传输损失。所以,为了有效传输5G信号,需要使用传输损耗低的PCB板。这里说的PCB板主要是指应用在5G通讯基站上的高速高频多层板。多层板,是指拥有3层以上的导电图形层。通过在核心层的顶层和底层重复蚀刻过程和钻孔过程,可以形成任意数量的层。在高频的信号下,5G的趋肤效应更加明显。趋肤效应是指,高频电流流过导体时,电流会趋向于导体表面分布,越接近导体表面电流密度越大。这是频率较低时,铜电路里面的信号流动区域,信号时充满整个区域的。频率增高,信号趋向于表面分布频率越高,铜箔表面的电流密度越大。这是电流与趋肤深度和频率的关系图: 原来在PCB的生成过程中,会对铜箔的表面进行粗化处理,从而得到较好的结合强度。但是在5G高频信号下,信号集中在铜箔表面。如果是在粗糙度较大的铜电路表面,信号传输的路径很长,传输损耗增加。 如果是在粗糙度较小的铜电路表面,信号传输的路径变短,传输损耗就会降低。 总的来说,铜箔表面既需要大的粗糙度来增强结合强度,同时也需要小的粗糙度来降低趋肤效应。所以,以下的两点在铜箔的检测中就显得十分重要: 1. 非接触形式的测量2. 更小的粗糙度数值 还记得奥林巴斯上个月发布的新品OLS5100吗?针对上述这样较为严格的检测条件,奥林巴斯OLS5100的粗糙度测量功能,可以很好的匹配这样的测量诉求。接触式表面粗糙度仪用触针直接在铜箔表面划过,可能会损坏铜箔样品,难以得到准确的测量结果。OLS5100显微镜采用非接触的测量方式,不会损坏样品,可以获得准确的数据结果。OLS5100显微镜使用直径0.4μm的激光束扫描样品表面,这让其能够轻松测量接触式表面粗糙度仪无法测量的样品表面粗糙度。这种同时获取接触式表面粗糙度仪无法获得的表面彩色图像、激光图像和3D形貌,使得更多分析功能得以实现。同样的,为了满足非接触以及更为精细的粗糙度检测,对测量器材就有了一定的要求,尤其在物镜选择上。要想实现精确的粗糙度测量,选择合适的物镜非常重要。其“智能物镜选择助手(Smart Lens Advisor)“,就是帮助检测高效顺利进行的好帮手。 我们通过智能物镜选择助手(Smart Lens Advisor),只需选中物镜后启用智能物镜选择助手,单击开始,智能物镜选择助手(Smart Lens Advisor)就会告诉您该物镜的推荐程度。这样,就可以确定您所使用的物镜对于测试而言是否合适。 智能物镜选择助手(Smart Lens Advisor)通过三个简单步骤即可避免通过猜测为粗糙度测量选择合适的物镜。只需确定您的视场,启动智能物镜选择助手(Smart Lens Advisor),然后按下开始按钮,软件就会告诉您所选的物镜是否适合您的实验。 这样一来,就能顺利减少因错误选择物镜造成的实验时间浪费。 在智能物镜选择助手(Smart Lens Advisor)的帮助下检测过关的铜箔,就可以成为低耗PCB的材料,保证了大家在5G技术加持下,高速的网络体验。
  • 【新品发布】Biolin Theta系列光学接触角测量仪全新上市
    Theta Flow光学接触角测量仪Theta Flow是一款高级接触角测量仪,适用于高要求的表面研究和质量控制。用户友好,兼具高水平的自动化和准确度,通过配置的高端摄像头、图像增强和传感器,大幅提高测试精度,Theta Flow给大家带来全新的接触角测量体验。与Theta Flow同属Biolin Attension系列的Theta Flex接触角测量仪在2020年“红点产品设计大奖”中凭借其突破性的设计赢得了年度“红点设计奖”(Red Dot: Best of the Best),红点设计奖讲究创新设计,是红点产品设计大奖的优异奖项。完整的测量功能• 静态接触角• 动态接触角• 滚动角• 表面自由能• 表面张力• 界面张力• 批处理接触角• 粗糙度修正接触角• 界面流变(粘弹性)• 高压和高温测量• 单纤维接触角自动化水平达到新高相机全自动对焦,确保图像始终保持清晰;自动表面定位,可将样品移动到不同的测量位置;并使用业界领先的OneAttension软件自动生成结果。这些特点使光学接触角测量仪的自动化达到了一个新的水平,在简化测试的同时提高了实验精度。 准确性和用户独立性(无人为因素干扰)Theta Flow配备的相机分辨率高达500万像素,采用DropletPlus技术实现图像增强,传感器可跟踪周围环境(温度、湿度)以获得良好的可追溯性,这些功能使Theta Flow可提供高度准确的结果,而可靠的数据也成为独立于用户测量的关键组成部分。 触摸屏易于使用Biolin Theta Flow率先配备的内嵌式触摸显示屏改善了用户体验,使测量准备工作处理起来超级顺畅。从吸液到更换样品的所有步骤都可以在几秒钟内轻松完成。 Theta Flow可选附件:3D 形貌模块:可自动测量样品粗糙度和接触角,并得到粗糙度修正接触角,研究粗糙度对润湿性的影响。高压腔:可在400 bar压力和200 ℃温度下进行测试。专为提高采收率和超临界流体方面的应用而设计。振荡液滴模块:可以自动测量界面膨胀粘弹性,进行界面流变研究,适用于气-液界面和液-液界面。整机倾斜框架:用于自动测量动态接触角(前进角、后退角)和滚动角。自动皮升滴液器:用于非常小面积样品的接触角测量和喷墨应用,可自动分配皮升级液滴。温控单元:控制环境温度,用于接触角和表界面张力测试,多种温控单元可选。
  • 飞纳台式扫描电镜参加2018年华东地区(电子)显微学学术交流会
    复纳科学仪器(上海)有限公司于2018年5月10日 - 13日在福建省福州市参加2018年华东地区(电子)显微学学术交流会。本次会议由华东地区五省一市电镜学会联合举办,分别为上海市、浙江省、福建省、江苏省、安徽省、山东省。会议主题围绕电子显微学应用基础研究,显微学新技术、新方法交流及实验技术、实验室管理等经验分享,共吸引专家学者200余人参会。2018年华东地区(电子)显微学学术交流会飞纳中国作为2018年华东地区(电子)显微学学术交流会的赞助商之一,为会议代表们带来了主题为“台式扫描电镜的新高度”的会议报告。 随着飞纳台式扫描电镜的不断创新,我们成为了“自动化程度最高的扫描电镜”:自动刷新光学导航——自动进样——自动开真空锁——自动开高压随时随地获取高质量结果 人为操作和地理环境都会成为影响设备的重要因素,通过设计改进和技术进步,保障用户可以随时随地获取高质量的结果,是飞纳的核心设计理念。 飞纳第五代台式扫描电镜原本自带限高装置,又额外增加 4mm 安全保护距离,整个腔室重新设计。永远不存在撞探头和物镜的风险内置的减震系统让客户随时随地获得高质量扫描电镜图像除此之外,飞纳台式扫描电镜拥有专门的应用模块,使用户可以从飞纳电镜的图像中提取更多信息,拓展飞纳电镜的应用,将复杂的系统控制自动化。 3D粗糙度重建系统:可以生成样品的三维图像,并进行亚微米量级的粗糙度测量。 颗粒统计分析测量系统:可以收集亚微米颗粒的形貌和尺寸数据。 孔径统计分析测量系统:实现对孔径的完全自动化、可视化的分析。 纤维统计分析测量系统:用于获得微米,纳米纤维的精确尺寸信息。 全景拼图:图像之间无缝连接高倍数与大视野的统一“Free To Achieve”是飞纳电镜的发展理念,飞纳台式扫描电镜唯一不变的追求就是减轻操作人员的工作量,帮助用户实现目标,通过设备的创新升级,和软件系统的不断更新,让越来越多的人感受到创新科技的魅力。2018年华东地区(电子)显微学学术交流会合影
  • 影响氧气检测仪的测量结果因素
    气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具,主要是指便携式/手持式气体检测仪。主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类,气体传感器是用来检测气体的成份和含量的传感器。一般认为,气体传感器的定义是以检测目标为分类基础的,也就是说,凡是用于检测气体成份和浓度的传感器都称作气体传感器,不管它是用物理方法,还是用化学方法。比如,检测气体流量的传感器不被看作气体传感器,但是热导式气体分析仪却属于重要的气体传感器,尽管它们有时使用大体的检测原理。 影响氧气检测仪测定的因素:1.氧气检测仪的污染。 在重新使用氧检测仪时,首先须留意在连接取样管路时是否漏进空气,并且必须认真将漏进的空气吹除干净,尽量不使大量氧气通过传感器以延长传感器寿命。2.氧气检测仪气路系统的简化及洁净。 微量分析要求必须有效排除气路上的各种管件,倒角机阀门,表头等中的死角对样气以致的污染。因此,手动弯管机应尽可能简化气路系统,选用死角小的连接件等。3.管道材质的选择。管道材质及表面粗糙度也将影响样气中氧含量的变化。一般不宜用塑料管,橡胶管等作为连接管路。通常选用铜管或不锈钢管。
  • 金刚石薄膜热导率测量的难点和TDTR解决方案
    金刚石薄膜热导率测量的难点和TDTR解决方案金刚石从4000年前,印度首次开采以来,金刚石在人类历史上一直扮演着比其他材料引人注意的角色,几个世纪以来,诚勿论加之其因稀缺而作为财富和声望象征属性。单就一系列非凡的物理特性,例如:已知最硬的材料,在室温下具有最高的热导率,宽的透光范围,最坚硬的材料,可压缩性最小,并且对大多数物质是化学惰性,就足以使得其备受推崇,所以金刚石常常被有时被称为“终极工程材料”也不那么为人惊讶了。一些金刚石的物理特性解决金刚石的稀缺性的工业方案:金刚石的化学气相沉积(CVD)高温高压但是因为大型天然钻石的成本和稀缺性,金刚石的工业化应用一致非常困难。200 年前,人们就知道钻石是仅由碳组成(Tennant 1797),并且进行了许多尝试以人工合成金刚石,作为金刚石在自然界中最常见的同素异构体之一的石墨,被尝试用于人造金刚石合成。虽然结果确被证明其过程是非常困难因为石墨和金刚石虽然标准焓仅相差 2.9 kJ mol-1 (Bundy 1980),但因为一个大的活化势垒将两相隔开,阻止了石墨和金刚石在室温和大气下相互转化。有趣的是,这种使金刚石如此稀有的巨大能量屏障也是金刚石之所以成为金刚石的原因。但是终究在1992年,一项称之为HPHT(high-pressure high-temperature)生长技术的出现,并随着通用电气发布为几十年来一直用于生产工业金刚石的标准技术。在这个过程中,石墨在液压机中被压缩到数万个大气压,在合适的金属催化剂存在下加热到 2000 K 以上,直到金刚石结晶。由此产生的金刚石晶体用于广泛的工业过程,利用金刚石的硬度和耐磨性能,例如切割和加工机械部件,以及用于光学的抛光和研磨。高温高压法的缺点是它只能生产出纳米级到毫米级的单晶金刚石,这限制了它的应用范围。直到金刚石的化学气相沉积(CVD)生产方法以及金刚石薄膜的出现,该金刚石的形式可以允许其更多的最高级特性被利用。金刚石的化学气相沉积(CVD)生产方法相比起HPHT 复制自然界金刚石产生的环境和方法,化学气相沉积选择将碳原子一次一个地添加到初始模板中,从而产生四面体键合碳网络结果。化学气相沉法,顾名思义,其主要涉及在固体表面上方发生的气相化学反应,从而导致沉积到该表面上。下图展示了一些比较常见的制备方法金刚石薄膜一旦单个金刚石微晶在表面成核,就会在三个维度上进行生长,直到晶体聚结。而形成了连续的薄膜后,生长方向就会会限定会向上生长。因此得到的薄膜是具有许多晶界和缺陷的多晶产品,并呈现出从衬底向上延伸的柱状结构。不过,随着薄膜变厚,晶体尺寸增加,而缺陷和晶界的数量减少。这意味着较厚薄膜的外层通常比初始形核层的质量要好得多。下文中会提到的在金刚石薄膜用作热管理散热器件时,通常将薄膜与其基材分离,最底部的 50-100 um 是通过机械抛光去除。尽管如此,在 CVD 过程中获得的金刚石薄膜的表面形态主要取决于各种工艺条件,导致其性能表现个不一致,相差很大。这也为作为散热应用中的一些参数测量,例如热导率等带来了很大挑战。金刚石薄膜的热管理应用金刚石薄膜在作为散热热管理材料应用时,有着出色的前景,与此同时也伴随着巨大挑战。一方面,而在热学方面,金刚石具有目前所知的天然物质中最高的热导率(1000~2000W/(mK )),比碳化硅(SiC)大4倍,比硅(Si)大13倍,比砷化稼(GaAs)大43倍,是铜和银的4~5倍,目前金刚石热沉片大有可为。下图展示了常见材料和金刚石材料的热导率参数:另一方面,但人造金刚石薄膜的性能表现,往往远远低于这一高水平。并且就日常表现而言,现代大功率电子和光电器件(5G应用,半导体芯片散热等)由于在小面积内产生大量热量而面临严重的冷却问题。为了快速制冷,往往需要一些高导热性材料制成的散热片/散热涂层发热端和冷却端(散热器,风扇,热沉等等)CVD 金刚石在很宽的温度范围内具有远优于铜的导热率,而且它还具电绝缘的优势。早在1996年沃纳等人就在可以使用导热率约为 2 W mm-1 K-1 的大面积 CVD 金刚石板用于各种热管理应用。 包括用于集成电路的基板(Boudreaux 1995),用于高功率激光二极管的散热器(Troy 1992),甚至作为多芯片模块的基板材料(Lu 1993)。从而使得器件更高的速度运行,因为设备可以更紧密地安置而不会过热。 并且设备可靠性也有望提高,因为对于给定的器件,安装在金刚石上时合流合度会更低。比起现在流行的石墨烯,金刚石也有着其独特优势。飞秒高速热反射测量(FSTR)在CVD金刚石薄膜热学测量中的应用挑战金刚石薄膜的热导率表征不是一个简单的问题,特别是在膜层厚度很薄的情况下美国国防部高级研究计划局(DARPA)的电子热管理金刚石薄膜热传输项目曾经将将来自五所大学的研究人员聚集在一起,全面描述CVD金刚石薄膜的热传输和材料特性,以便更好地进一步改善热传输特性,可见其在应用端处理优化之挑战。而这其中,用于特殊需求材料热导率测量的飞秒高速热反射测量(FSTR)(又叫飞秒时域热反射(TDTR)测试系统)发挥了极其重要的作用,它在精确测量通常具有高表面粗糙度的微米厚各向异性薄膜的热导率的研究,以及在某些情况下,CVD金刚石薄膜的热导率和热边界改善研究,使其对大功率电子器件的热管理应用根据吸引力的研究上发挥了决定性指导作用。常见的材料热学测试方法,包括闪光法(Laser Flash),3-Ω法,稳态四探针法,悬浮电加热法,拉曼热成像法,时域热反射法(TDTR)等。而对于CVD金刚石薄膜的热学测量,受限于在过程中可能需要多层解析、精细的空间分辨率、高精度分析,以及解析薄膜特性和界面的能力,飞秒高速热反射测量(FSTR)(又叫飞秒时域热反射(TDTR)测试系统)已成为为过去十年来最普遍采用的的热导率测量方法之一。飞秒高速热反射测量(FSTR)飞秒高速热反射测量(FSTR),也被称为飞秒时域热反射(TDTR)测量,被用于测量0.1 W/m-K至1000 W/m-K,甚至更到以上范围内的热导率系统适用于各种样品测量,如聚合物薄膜、超晶格、石墨烯界面、液体等。总的来说,飞秒高速热反射测量(FSTR)是一种泵-探针光热技术,使用超快激光加热样品,然后测量其在数ns内的温度响应。泵浦(加热)脉冲在一定频率的范围内进行调制,这不仅可以控制热量进入样品的深度,还可以使用锁定放大器提取具有更高信噪比的表面温度响应。探测光(温度感应)脉冲通过一个机械级,该机械级可以在0.1到数ns的范围内延迟探头相对于泵脉冲的到达,从而获取温度衰减曲线。如上文提到,因为生长特性,导致典型的金刚石样品是粗糙的、不均匀的和不同厚度特性的这就为飞秒高速热反射测量(FSTR)的CVD 金刚石薄膜热学测量带来了一些挑战。具体而言,粗糙表面会影响通过反射而来的探测光采集,且过于粗糙导致实际面型为非平面,这对理论热学传递建模分析也会引入额外误差,在某些情况下,可以对样品进行抛光以降低表面粗糙度,但仍必须处理薄膜的不均匀和各向性质差异。对于各向异性材料,存在 2D 和 3D 各向异性的精确解析解,但这使得热导率和热边界电阻的确定更加困难,并且具有额外的未知属性。即使样品中和传导层铝模之间总是存在未知的边界热阻,但是通常使用单个调制频率可以从样本中提取两个未知属性,这意味着在大多数情况下测量可以提取层热导率。然而,对于金刚石样品,样品内纵向和横向热导率是不同的,这意味着需要额外的测量来提取这两种特性;这可以通过改变一些系统参数来实现校正,参见系统参数描述(详情联系请上海昊量光电)。另一个困难是确定金刚石 CVD 的热容量,根据生长质量和样品中存在的非金刚石碳(NDC)的数量,生长出来的金刚石的热容量值相差极大。在这种情况下对于5 um的金刚石薄膜,测量将完全穿透金刚石样品,抵达样品到下面的基底材料(上图不同情况下的金刚石薄膜TDTR测量分析手段将会有很大不同)这使得测量对金刚石-基底边界电阻也很敏感。这意味着测量可能总共有五个未知参数:1)铝膜-金刚石间边界热阻,2)金刚石内横向热导率,3)金刚石内纵向热导率,4)金刚石热容量,5)金刚石-基底材料间边界热阻即使结合一定分析处理手段,见设备说明(详情联系请上海昊量光电),准确提取所有未知参数也很困难。一些常见影响样品尺寸确认 测量相对于样本尺寸的采样量很重要;飞秒高速热反射测量(FSTR)通常是基于标准体材料传热建模,而现在一些测量的块体材料样品越来越小,对于高质量的单晶半导体,基于块体材料的传热模型分析假设是有效的,但是对于更多缺陷和异质材料,例如 CVD 金刚石,这个假设就只是一个近似值。纵向均匀性通常而言,金刚石生长过程中,颗粒梯度会非常大,这也可能会导致热导率梯度非常大。此外,非金刚石碳(NDC,non-diamond carbon)含量、晶粒尺寸或表面粗糙度的局部变化也可能影响热导率的局部测量。TDTR测量中,可以 通过控制调制频率,从而实现加热深度控制,从而实现采样深度控制(详细技术讨论联系请上海昊量光电)对于不同热导率样品和不同加热频率,测量薄膜中采样 可能从1-2 um 到 20 um 不等 (相对应的,薄膜厚度超过300微米)其他更多 挑战和技术细节,受限于篇幅,将在后续更新继续讨论,如您有兴趣就相关设备和技术问题进行交流,可联系上海昊量光电获取更多信息。关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是目前国内知名光电产品专业代理商,也是近年来发展迅速的光电产品代理企业。除了拥有一批专业技术销售工程师之外,还有拥有一支强大技术支持队伍。我们的技术支持团队可以为客户提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等工作。秉承诚信、高效、创新、共赢的核心价值观,昊量光电坚持以诚信为基石,凭借高效的运营机制和勇于创新的探索精神为我们的客户与与合作伙伴不断创造价值,实现各方共赢!
  • 强势来袭!STELLARIS,重新定义共聚焦
    激光共聚焦扫描显微镜能够实现样品普通光学显微观察(如明场, 暗场,偏光, C-DIC ,荧光等)的同时,也能够实现样品快速原位的高分辨三维表面成像,是材料研究分析的多维度和多尺度分析的解决方案,配置共聚焦荧光、 FLIM、STED、DLS和CRS等模块还能够实现生物材料样品高分辨荧光表征、荧光寿命、超分辨观察等研究。01观察更多的洞察力洞察入微收集准确数据Power HyD检测器系列提供更高的光子检测效率(PDE),较低的暗噪声,以及从410到850纳米的广域高灵敏度检测。增强的图像质量STELLARIS兼顾了图像的亮度、分辨率和对比度,可进行高分辨的金相分析。光谱自由新一代白激光允许同时使用多达8条来自整个光谱的单一激发谱线。与其他任何共焦平台相比,您可以对更多的荧光体组合进行成像,并同时使用更多的标签,同时将选择范围扩大到近红外范围。信号检测超灵敏与传统的光电倍增管 (PMT) 相比,光子检测效率 (PDE) 提高到2倍,在近红外一区内更是提高3倍。02探索更多的高潜力全新信息维度尽在眼前STELLARIS独特的TauSense技术能够从每个样品中提取额外的信息,并增加你的研究的科学影响。TauSense由基于荧光寿命的面向应用的成像工具组成,可以对材料进行表面缺陷定位和分析以及发光缺陷观察。STELLARIS搭载荧光寿命成像功能,一种正交于荧光强度并可相互参照的成像模式。崭新的信息维度运用 TauContrast 可提供即时的功能信息,例如代谢状态、酸碱度和离子浓度,获得额外的维度以及崭新的、未曾探索过的深入视角,为您的研究带来巨大的潜在价值。超越光谱的多维度即使发射光谱波段完全重叠,TauSeparation技术也可能将样品组分分离。基于荧光寿命的信息可补充光谱信息,从而扩大同时检测通道的数量。运用 TauGating 技术在保留目标信号的同时去除多余的自发荧光,从而提高检测效率。即使有内在干扰信号,您仍可轻松地从样品中提取相关信息。03完成更多的生产力复杂成像亦可化繁为简简化的设置和采集。ImageCompass是STELLARIS的智能用户界面,为用户提供了一种简单直观的方式,即使是复杂的实验也只需点击几下就能设置好。简单快速通过LIGHTNING高分辨率、动态信号增强(DSE)和强大的AI功能AiviaMotion,实时、全速地提供高质量的图像。 直观的用户界面ImageCompass引导你从实验设置到采集全流程。优化你的实验整合LAS X Navigator工具,快速概览全局,直观成像。“拖-放”添加荧光探针自动优化激发和检测直觉化操作设计自动配置成像参数04共聚焦显微镜STELLARIS 5 & STELLARIS 8 STELLARIS 5STELLARIS 5是一个重新设计的核心系统,树立了共聚焦显微领域的新标准。它是仅有的一个内置WLL的共聚焦系统,并与声光分光器(AOBS)以及新的Power HyD S探测器相结合。STELLARIS 5采用独特的TauSense新技术,在图像质量和所产生的信息数量方面树立起新的标准。智能用户界面ImageCompass可轻松、直观地引导您通过所有实验装置采集数据,获得优异的成像性能。STELLARIS 8STELLARIS 8是未来导向性系统,具有扩展光谱的WLL和专有的Power HyD系列探测器选项,不仅提供STELLARIS 5核心系统的所有优势,还有额外增添的功能。STELLARIS 8能够与所有徕卡显微系统模块相结合,包括快速寿命成像(FALCON)、光谱式多光子显微镜(DIVE)、nm显微镜STED、光片(DLS)和CARS。STELLARIS 8的新特点可更大程度利用这些模块的潜力,使您能够为科学研究树立起新的标准。05产品应用领域金属 / 高分子 / 陶瓷材料表面粗糙度分析,高分辨金相分析,摩擦磨损分析, 断口分析,腐蚀研究, 原位分析。微纳加工结构分析,表面粗糙度分析,高深宽比结构表征,膜厚测量。半导体和微电子表面缺陷定位和分析、发光缺陷观察,表面粗糙度分析,膜厚测量等。 医疗器械检测表面粗糙度分析,金相分析,膜厚测量,微生物观察等。生物材料和医学金属表面细胞生长研究,微生物金属腐蚀研究,植入物表面细菌生长表征等。领拓仪器于2012年开始代理徕卡品牌,拥有十多年的经验积累和强大的技术支持团队。目前领拓仪器是徕卡显微镜的华南、西南授权代理商。了解更多新一代共聚焦显微系统STELLARIS相关产品信息,欢迎前来咨询沟通。
  • 【综述】碲锌镉衬底表面处理研究
    碲锌镉(CZT)单晶材料作为碲镉汞(MCT)红外焦平面探测器的首选衬底材料,其表面质量的优劣将直接影响碲镉汞薄膜材料的晶体质量以及成品率,故生产出外延级别的碲锌镉衬底表面是极其重要的。目前,碲锌镉单晶片的主要表面加工处理技术包含机械研磨、机械抛光、化学机械抛光、化学抛光以及表面清洗。其中,机械研磨、机械抛光以及化学机械抛光工艺都会存在磨料残留、磨料嵌入、表面划痕较多、粗糙度较高等一系列问题,要解决这些问题需要对相应的表面处理技术进行了解和掌握,包括表面处理技术的基本原理以及影响因素。近期,昆明物理研究所的科研团队在《红外技术》期刊上发表了以“碲锌镉衬底表面处理研究”为主题的文章。该文章第一作者为江先燕,通讯作者为丛树仁高级工程师,主要从事红外材料与器件方面的研究工作。本文主要从碲锌镉表面处理工艺及表面位错缺陷揭示两个方面对碲锌镉衬底的表面处理研究进行了详细介绍。表面处理工艺碲锌镉单晶作为生长外延碲镉汞薄膜材料的首选衬底材料,要求其表面不能存在机械损伤及缺陷密度大于10⁵ cm⁻²的微观缺陷,如线缺陷、体缺陷等。衬底表面的机械损伤可通过后期的表面处理工艺进行去除[18],而微观缺陷只能通过提高原材料的纯度以及合理调控晶体的生长过程方能得到有效改善。经垂直梯度凝固法或布里奇曼法生长出的低缺陷密度的碲锌镉体晶会先被切割成具有固定方向(如(111)方向)和厚度的碲锌镉晶片,然后再经过一系列的表面处理工艺才能用于碲镉汞薄膜的生长。通常情况下,碲锌镉晶片会经历机械研磨、机械抛光、机械化学抛光及化学抛光等表面处理工艺,通过这些工艺处理后的晶片才能达到外延级水平,因此本部分主要详细介绍上述4种表面处理工艺。机械研磨机械研磨工艺的研磨机理为:加工工件与研磨盘上的磨料或研磨剂接触时,工件表面因受到形状不规则磨料的挤压而产生破裂或裂纹,在加工工件与研磨盘的相互运动下,这些破裂的碎块会随着不规则磨料的滚动而被带离晶片表面,如此反复,从而达到减薄晶片厚度及获得低损伤表面的加工目的,机械研磨装置及磨削原理示意图如图1所示。图1 机械研磨装置及研磨机理示意图碲锌镉体晶切割成一定厚度的晶片后首先经历的表面处理工艺是机械研磨工艺。机械研磨的主要目的是去除机械切割对晶片表面造成的损伤层,从而获得一个较低损伤的晶片表面。表面处理工艺中,机械研磨还可细分为机械粗磨和机械细磨,两者的主要区别在于所使用的磨料粒径不一样,粗磨的磨料粒径大于细磨的磨料粒径。机械细磨的主要目的是去除机械粗磨产生的损伤层,同时减少抛光时间,提高工艺效率。研究报道,机械研磨产生的损伤层厚度通常是磨料粒径的3倍左右。影响机械研磨工艺对加工工件研磨效果的因素有磨料种类、磨料粒径及形状、研磨盘类型、磨料与溶剂的配比、磨料滴速、研磨盘转速、工件夹具转速以及施加在加工工件上的压力等。磨料种类一般根据加工工件的物理及化学性质(如强度、硬度、化学成分等)进行合理选择。常用于机械磨抛的磨抛料有MgO、Al₂O₃、SiC及金刚石等,其中,为了避免在碲锌镉衬底上引入其他金属杂质,MgO和Al₂O₃这两种研磨剂很少在碲锌镉表面处理工艺上进行使用,使用最多的是SiC和金刚石两类磨料。磨料的形状可分为规则(如球状、棒状、长方体等)和不规则(如多面体形状)两类,如图2所示。通常情况下,磨料形状越不规则,材料去除速率越快,同时造成的表面损伤也大,反之,磨料越规则,去除速率越慢,但造成的表面损伤也越小。图2 不规则磨料及规则磨料的扫描电镜图毛晓辰等人研究了这3种不同形状磨料对碲锌镉衬底机械研磨的影响。当磨粒形状为板片状时,材料的去除模型将不再遵从李岩等人提出的“不规则磨料研磨去除模型”,即三体磨粒去除模型,如图3(a)所示,而是会发生变化。基于此,毛晓辰等人提出了如下的去除模型,即:当磨粒为板片状时,磨粒以一定的倾斜角度平躺于磨盘表面,如图3(b)所示,当加工工件(晶片)与磨盘发生相互运动时,磨粒被短暂的固定在磨盘表面,形成二体磨粒,板片状磨粒便以其片状边缘对加工工件表面进行磨削,最终实现去除材料的目的。图3 不规则磨料及板片状磨料去除机理示意图常见的研磨盘类型可简单分为开槽和不开槽两类,如图4所示,开槽和不开槽研磨盘对晶片研磨效果的影响如表1所示。图4 磨盘示意图表1 开槽和不开槽研磨盘对晶片研磨效果的影响机械抛光机械抛光工艺的抛光机理为:加工工件与柔性抛光垫上的抛光粉或抛光颗粒接触后,工件表面将受到形状不规则的抛光颗粒的挤压而产生破裂或裂纹,在加工工件与抛光盘的相互运动下,这些破裂的碎块会随着不规则抛光颗粒的滚动而被带离晶片表面,反复如此,从而达到降低加工工件表面粗糙度和获得光亮、平整表面的目的。抛光粉是一种形状不规则且粒径很小的微纳米级颗粒,故而对加工工件造成的表面损伤较小且加工后的工件表面像镜面一样光亮。抛光垫的柔韧性削弱了抛光颗粒与加工工件表面的相互磨削作用,从而进一步降低了抛光颗粒对工件表面的损伤。机械抛光装置及抛光原理示意图如图5所示。图5 机械抛光装置及抛光原理示意图机械抛光的主要目的是去除机械研磨工艺对晶片表面造成的损伤层,同时降低晶片表面粗糙度和减少表面划痕,获得光亮、平整的表面。影响机械抛光工艺对加工工件表面抛光效果的因素有抛光粉种类或者抛光液种类、抛光粉粒径大小及形状、抛光垫种类、抛光盘转速、工件夹具转速、施加在工件上的压力、抛光液滴速以及抛光时间等。图6所示为碲锌镉晶片经不同厂家生产的同种抛光液机械抛光后的表面形貌图,如图所示,在相同的抛光条件下,不同厂家生产的抛光液的抛光效果差别较大。因此,机械抛光工艺中对抛光液的合理选择是极其重要的。图6 不同厂家生产的同种抛光液的机械抛光表面抛光粉的粒径大小和形状主要影响加工工件的表面质量和材料去除速率,通常,粒径越大以及形状越不规则,则材料的去除速率越快,表面质量也越差,如表面粗糙度大、划痕多等;反之,则去除速率慢,表面质量好。抛光垫具有贮存抛光液及去除抛光过程产生的残留杂质等作用,抛光垫的种类(或材质)也是影响工件抛光效果的主要因素之一。图7为目前一些常见抛光垫的表面纹理及根据仿生学理论研究设计的抛光垫表面纹理图,主要包括放射状纹理、栅格状纹理、同心圆状纹理、放射同心圆复合状纹理、螺旋状纹理及葵花籽状纹理。图7 抛光垫表面纹理图化学机械抛光化学机械抛光工艺的抛光机理为:加工工件表面与抛光垫上的抛光液接触后,将同时受到来自抛光液中的不规则抛光颗粒的挤压作用和强氧化剂的腐蚀作用,即工件表面同时受到机械作用和化学作用。化学机械抛光的主要目的包括去除工件表面损伤层、降低表面粗糙度、消除或减少表面划痕以及工件表面平坦化等。影响化学机械抛光工艺对加工工件表面抛光效果的因素有机械作用和化学作用的协同情况、抛光粉种类、抛光粉粒径大小及形状、氧化剂种类及浓度、抛光垫种类、抛光盘转速、工件夹具转速、施加在工件上的压力、抛光液滴速以及抛光时间等。抛光粉的粒径大小及形状、抛光垫的种类(或材质)、抛光垫的使用时长、抛光盘转速、工件夹具转速、施加在工件上的压力大小以及抛光时间等因素对工件抛光效果的影响原理与机械抛光工艺中所述影响原理类似。化学抛光化学抛光工艺的抛光机理为:当加工工件与抛光垫上的化抛液接触后,化抛液中的氧化剂将对工件表面进行腐蚀,在抛光垫与工件表面的相互运动作用下,工件表面上的损伤层以及浅划痕等都会被去除,得到光亮、平整且无任何划痕及损伤的外延级衬底表面。化学抛光工艺中使用的抛光液只包含氧化剂和溶剂,没有磨料颗粒或抛光颗粒。同时,对工件进行化学抛光时,没有对工件施加额外的压力,只有抛光夹具的自身重力。因此,化学抛光工艺中几乎不涉及到机械作用,只有纯化学腐蚀作用。化学抛光工艺的装置及抛光原理如图8所示。图8 化学抛光装置及抛光原理示意图化学抛光的主要目的是去除化学机械抛光或机械抛光工艺对晶片表面造成的损伤层,并同时为生长碲镉汞薄膜提供新鲜、洁净、无损的外延级表面。影响化学抛光工艺对加工工件表面抛光效果的因素有氧化剂种类及浓度、抛光垫种类、抛光盘转速、抛光夹具自重、化抛液滴速以及抛光时间等。表面位错揭示与硅等几乎无缺陷的单晶材料相比,碲锌镉单晶材料具有较高的位错密度(10⁴~10⁵/ cm⁻²)。目前,观察位错的主要手段是化学腐蚀法,虽然透射电子显微镜法(TEM)也能对材料的位错进行检测,但因其具有设备成本太高、制样非常困难、视场太小等原因而无法作为常规的位错检测手段。化学腐蚀法因具有成本低、制样简单、操作简单且所观察的视场较大等优势而成为了目前主要的表面位错检测手段。碲镉汞薄膜主要是通过在碲锌镉衬底的(111)面和(211)面上外延得到,因此,要求碲锌镉衬底表面不能存在损伤及大量的微观缺陷。衬底表面的损伤主要来自于表面处理工艺,而微观缺陷如沉淀物、位错、空位等则是在晶体生长过程中产生的。事实上,表面损伤对应的是晶格的周期性被破坏,即晶体表面形成大量的位错。所以,对于外延衬底而言,不管是损伤还是微观缺陷,只要超过一定的数量都会直接影响碲镉汞外延薄膜的质量,故而需要对碲锌镉衬底表面的缺陷(包括损伤和微观缺陷)进行检测,从而筛选出优质的外延级衬底。如上所述,化学腐蚀法是目前最常用的位错检测手段,因此这部分主要介绍用于揭示碲锌镉表面位错缺陷的腐蚀液。(111)A面位错揭示腐蚀液1979年,K. Nakagawa等人报道了一种可用来揭示碲化镉(111)A面位错缺陷的化学腐蚀液,其组分为20 mL H₂O:20 mL H₂O₂:30 mL HF。(111)和(211)B面位错揭示腐蚀液1995年,W. J. Everson等人报道了一种可用于揭示碲锌镉(111)和(211)B面位错缺陷的化学腐蚀液,其组分为6 mL HF: 24 mL HNO₃:150 mL C₃H₆O₃(乳酸),即体积比为1:4:25。由于这种化学腐蚀液是W.J.Everson首次提出并验证其有效性的,所以作者将这种腐蚀液命名为“Everson腐蚀液”。其他晶面位错揭示腐蚀液1962年,M. Inoue等人报道了一种可揭示碲化镉(CdTe)不同晶面上位错缺陷的EAg腐蚀液,EAg腐蚀液的组成为10 mL HNO₃ : 20 mL H₂O : 4 g K₂Cr₂O₇ 😡 g AgNO₃总结与展望本文主要从碲锌镉表面处理工艺及表面位错揭示两个方面对碲锌镉衬底的表面处理工艺研究进行了详细介绍。表面处理工艺主要包括机械研磨、机械抛光、化学机械抛光以及化学抛光,研磨或抛光工艺中的参数选择直接影响最终的衬底表面质量。碲锌镉衬底的表面位错缺陷主要通过Everson或Nakagawa两种化学腐蚀液进行揭示,Everson腐蚀液主要揭示碲锌镉(111)B面的位错缺陷,Nakagawa腐蚀液主要揭示(111)A面的位错缺陷。另外,随着碲镉汞红外焦平面探测器技术的发展,碲锌镉衬底的尺寸逐渐增大,这意味着获得外延级碲锌镉衬底表面将会更加困难,这对晶片表面平整度、晶片面型控制及表面清洗等都提出了更高的技术要求。因此,如何在现有的基础上探索出适用于大尺寸碲锌镉衬底的表面处理技术是至关重要的,这也是接下来亟待解决的技术问题和努力的方向。
  • 历史回眸 | 纵览KLA光学轮廓仪的创新发展史
    KLA Instruments拥有如今的光学轮廓仪组合,是早先各品牌合力创新的结果:1.ADE 发布了 MicroXAM 白光干涉仪。2.Zeta&trade Instruments 开发了 ZDot&trade 和多模式光学轮廓仪。3.KLA旗下Filmetrics推出了新型、通用的白光干涉仪。KLA Instruments 品牌下多样化的光学轮廓仪产品都拥有各自悠久的创新历史。1999ADE Phase Shift 推出了 MicroXAM 光学轮廓仪,具有埃米级灵敏度,可用于超光滑表面的相移干涉测量,以及更大台阶高度样品的垂直扫描干涉测量。2006KLA 收购了 ADE 公司,为 KLA 的桌面式量测组合增加了 MicroXAM-100 光学轮廓仪,并推出了面向半导体市场的衬底几何形貌和缺陷检测解决方案。2010Zeta-20 是 Zeta Instruments 推出的第一款产品。Zeta-20 是使用 ZDot&trade 专利技术的光学轮廓仪,它结合了结构照明、共聚焦光学以生成高分辨率的3D表面形貌数据和表面真彩图像。该技术使用户能够轻松地聚焦在任何透明或不透明的表面上,从而实现对台阶高度和粗糙度的快速测量。多模组光学系统将 ZDot 技术与白光干涉仪、剪切干涉仪、透明薄膜反射光谱仪和自动缺陷检测功能相结合,扩展了非接触式3D 光学轮廓仪的应用场景。同年,Zeta-200 发布,带有自动化载台,并推出了发光二极管 (LED) 应用的解决方案。Zeta-200 光学轮廓仪利用高透射光学设计、背光源照明技术和专有算法来测量图形化的蓝宝石衬底 (PSS)。 该系统可以适应各种形状的 PSS 凸起,测量视场中所有 PSS 凸起的高度和间距,从而避免仅测量一小部分区域而产生错误的凸起信号或导致的结果偏差。通过多模式光学系统,还可以测量在 PSS 制造过程中薄膜厚度的变化以及样品的翘曲度。最后,通过自动缺陷检测功能,Zeta-200 可以识别不同缺陷的种类,如剥落的凸块、划痕和颗粒。2011Zeta-280 在 Zeta-200 平台的基础上增加了一个适配单个晶圆盒的桌面式机械手臂。Zeta-300 光学轮廓仪支持测量最大8寸的器件。该系统采用一体化主动或被动隔振平台,并搭配隔声罩隔离环境中的噪声。2012Zeta-20 采用 ZDot技术,为封装微流体器件等透明多表面应用场景提供了一种创新的测量解决方案。微流体器件的封装工艺通常会改变通道的尺寸和外形,从而影响器件的性能。因此,封装后的测量对客户的产品控制至关重要。Zeta-20高透射率的光学设计使得ZDot 信号在经过多膜层透射后仍能保持足够强度,从而可以实现对微流体器件玻璃盖板封装前后关键尺寸参数的测量,例如盖板的厚度、微流体通道的深度和尺寸。同年,将 Zeta-280的桌面式机械手臂与 Zeta-300 平台相结合,推出了Zeta-380自动化测量设备。2014MicroXAM-800 集成了Ambios 和 ADE 相移干涉测量技术的最佳硬件和算法,并搭配创新且易用的软件,用于台阶高度和粗糙度的自动测量。2015基于Zeta-20推出太阳能行业创新解决方案,用于绒面和丝网印刷的工艺控制。太阳能光伏的成本控制和提升转化率,推动着晶硅光伏的技术迭代。金字塔绒面的规格和表面栅线印刷的质量,对晶硅光伏的转化效率产生重要影响,因此成为产品控制的关键环节。绒面工艺控制对于控制绒面金字塔结构的高度、外形和尺寸分布至关重要,因为这会影响太阳能电池的光捕获效率。Zeta-20提供了专为绒面金字塔测量的解决方案,可实现金字塔结构的自动探测和统计。金属栅线采用丝网印刷工艺,该工艺会带来金属栅线的宽度、高度、体积、电学特性等方面的变化,从而增加器件的制造成本。Zeta-20的高动态范围测量模式(HDR)为金属栅线工艺提供了测量解决方案,可实现对反射率差异较大的材料测量。在太阳能电池制造工艺过程中,HDR模式被用于测量镀有减反膜涂层绒面表面的金属栅线3D形貌。同年,推出了Zeta-360 和第一代 Zeta-388 产品,提供了基于Zeta平台的晶圆自动化处理解决方案。 2016Profilm3D 是一款基于白光干涉原理的光学轮廓仪,可以适用于多种应用场景,包括薄膜厚度、表面粗糙度、台阶高度等表面形貌测量,是一种高性价比的三维表面形貌测量解决方案。2017Zeta Instruments 加入KLA Instruments 集团,为KLA光学轮廓仪引入 ZDot 技术和多模式测量技术,扩充KLA光学轮廓仪的产品线。Zeta系列用于3D表面形貌测量,支持研发、生产和全自动化环境。2018KLA旗下Filmetrics 推出了世界上首个专门用于3D形貌数据处理的网络应用程序ProfilmOnline ,利用网络浏览器和强大的智能手机功能,使用户无需电脑即可分析、存储和共享3D数据,包括光学轮廓仪、扫描探针显微镜(如原子力显微镜)和其他三维成像显微镜等获取的三维形貌数据。用户可以便捷地从 Filmetrics Profilm3D 光学轮廓仪上传数据,对其进行分析,并与同事共享测量结果。ProfilmOnline允许用户通过跨平台的任意设备,随时随地访问数据。Profilm3D 增加了 TotalFocus&trade 功能,提供其样品表面的3D自然彩色图像。新一代Zeta-388光学轮廓仪是非接触式三维表面形貌测量系统。该系统在Zeta-300的基础上,更新了用于全自动测量的机械手臂操作系统。Zeta-388支持OCR和SECS/GEM,从而可用于全自动产线的生产制造。该系统提供了具有生产价值的工艺控制测量,如PSS上的凸块高度、粗糙度和台阶高度。Zeta-388凭借在图形化蓝宝石衬底 (PSS)工艺中的应用荣获2018年化合物半导体行业量测奖。2019Filmetrics 正式加入 KLA Instruments 集团。在薄膜厚度、材料光学特性(n、k 值)的测量方面,Filmetrics 系列薄膜测量仪扩充 KLA 桌面式量测产品线。Filmetrics Profilm3D 光学轮廓仪扩充 KLA光学轮廓仪产品线,为客户提供高性价比的表面形貌测量解决方案。2020Profilm3D-200 具有一个行程为 200mm的自动样品台,可放置200mm直径的晶圆样品。2023KLA Instruments 推出Zeta-20HR高分辨率光学轮廓仪,专为满足新型太阳能电池的结构表征和下一代生产工艺的量测需求而设计。Zeta-20HR提高了光学轮廓仪的分辨率,将对太阳能电池结构的表征能力拓展至1µ m以下。这款新型的Zeta光学轮廓仪,基于具有ZDot技术的Zeta-20设计,可配置230mm x 230mm尺寸的样品载台,并具备所有标准化且易用的多模组测量能力。Zeta光学轮廓仪是太阳能电池工艺研发和制程控制的理想量测工具。如需申请测样或产品咨询,可通过仪器信息网和我们取得联系!
  • 通过3D打印制备模拟人舌基底应用于口腔软摩擦研究
    浙江工商大学食品与生物工程学院陈建设教授课题组设计并制作了兼备人舌表面微结构与化学性质的柔性仿生人舌基底应用于口腔软摩擦研究,相关研究成果在口腔软摩擦的体外模拟测试研究中具有重要的应用前景。该成果以“Development of a simulated tongue substrate for in vitro soft “oral” tribology study”为题发表于《Food Hydrocolloids》期刊。尽管近年来在将摩擦学装置应用于口腔摩擦学方面的研究取得了很大进展,但目前广泛应用的体外口腔摩擦学测试技术常使用具有光滑表面的金属与弹性体,对真实舌面的复杂特征及其物理性能的模拟仍不完全。哺乳动物舌表面有着复杂的几何结构,其粗糙度通常在数百微米,主要由富含味蕾细胞的菌状乳突以及底部包含机械感受神经末梢的丝状乳突随机分布构成。人舌的高变形性和复杂的拓扑结构结合唾液的润湿,控制着食物/口腔黏膜和人舌之间的摩擦和润滑。 研究团队在之前研究中,利用结构光学技术对于舌面分区的粗糙度进行人群统计,基于以上研究背景,该团队进一步探究舌面乳突形貌与舌面粗糙度的关系,基于此,设计模型丝状乳突微结构并依据人群特征,制作三类模拟丝状乳突微结构与分布的人舌基底。研究团队采用面投影微立体光刻3D打印技术(nanoArch S140,摩方精密)高效、精准地实现了上述设计微结构的模具制备。图一模拟人舌基底三维模型及利用PDMS浇铸脱膜后的基底的微结构(模具尺寸:79 mm×39 mm由三块25 mm×35 mm区域构成,其中T1,T2,T3区分别分布4900,3760,2600个模拟乳突)图二 T3类模拟人舌基底的体外软摩擦测试结果(T1,T2显示相同趋势)摩擦试验结果显示不同黏度近黏度流体可构建完整构建Stribeck曲线,除此之外,利用模拟人舌基底测试时,边界润滑层获得表观摩擦系数值相较于使用光滑基底出现显著降低(≈1),与团队原位摩擦测试结果更为接近,证明应用具备一定人舌扑拓结构的基底于体外摩擦测试具有更好的模拟真实口腔软摩擦行为的潜力。 该工作得到国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年科学基金的支持。原文链接:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.106991官网:https://www.bmftec.cn/links/10
  • 浙江工商大学:通过3D打印制备模拟人舌基底应用于口腔软摩擦研究
    浙江工商大学食品与生物工程学院陈建设教授课题组设计并制作了兼备人舌表面微结构与化学性质的柔性仿生人舌基底应用于口腔软摩擦研究,相关研究成果在口腔软摩擦的体外模拟测试研究中具有重要的应用前景。该成果以“Development of a simulated tongue substrate for in vitro soft “oral” tribology study”为题发表于《Food Hydrocolloids》期刊。尽管近年来在将摩擦学装置应用于口腔摩擦学方面的研究取得了很大进展,但目前广泛应用的体外口腔摩擦学测试技术常使用具有光滑表面的金属与弹性体,对真实舌面的复杂特征及其物理性能的模拟仍不完全。哺乳动物舌表面有着复杂的几何结构,其粗糙度通常在数百微米,主要由富含味蕾细胞的菌状乳突以及底部包含机械感受神经末梢的丝状乳突随机分布构成。人舌的高变形性和复杂的拓扑结构结合唾液的润湿,控制着食物/口腔黏膜和人舌之间的摩擦和润滑。 研究团队在之前研究中,利用结构光学技术对于舌面分区的粗糙度进行人群统计,基于以上研究背景,该团队进一步探究舌面乳突形貌与舌面粗糙度的关系,基于此,设计模型丝状乳突微结构并依据人群特征,制作三类模拟丝状乳突微结构与分布的人舌基底。研究团队采用面投影微立体光刻3D打印技术(nanoArch S140,摩方精密)高效、精准地实现了上述设计微结构的模具制备。图一模拟人舌基底三维模型及利用PDMS浇铸脱膜后的基底的微结构(模具尺寸:79 mm×39 mm由三块25 mm×35 mm区域构成,其中T1,T2,T3区分别分布4900,3760,2600个模拟乳突)图二 T3类模拟人舌基底的体外软摩擦测试结果(T1,T2显示相同趋势)摩擦试验结果显示不同黏度近黏度流体可构建完整构建Stribeck曲线,除此之外,利用模拟人舌基底测试时,边界润滑层获得表观摩擦系数值相较于使用光滑基底出现显著降低(≈1),与团队原位摩擦测试结果更为接近,证明应用具备一定人舌扑拓结构的基底于体外摩擦测试具有更好的模拟真实口腔软摩擦行为的潜力。 该工作得到国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年科学基金的支持。官网:https://www.bmftec.cn/links/7
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