气动数显高度仪原理

2011年12月13-15日，两场行业自律标准和白名单管理体系说明会分别在东京和大阪召开，这标志着日本行业自律标准正式启动。日方对白名单管理体系给与了高度评价，认为白名单管理体系对纺织品安全进行主动管理，覆盖染色企业、出口商、进口商、零售商整条产业链，不仅是中日纺织品领域，即使在世界范围内都是一个创举，日本企业将积极加入这个体系，现阶段是对特定偶氮染料进行管理，也有考虑把过敏性物质或其它未来可能出现的有害物质的管理纳入到这个体系，甚至从日本作为采购方角度出发，希望推动其它国家的出口商也加入这个体系，以实现对输日纺织品安全的有效管理。　　 　　中日双方代表合影　　第一排中间：中国纺织工业联合会副会长夏令敏　　右一：中国印染行业协会副会长邢惠路　　右二：中国棉纺行业协会会长朱北娜　　左一：日本纤维产业联盟常人干事兼会长辅佐伊集院秀树　　左二：日本服装时尚产业协会理事北田稔　　此次会议由日本纤维输入组合、日本服装时尚产业协会、日本织物中央批发商组合联合会、全日本妇女儿童服装工业组合联合会、关西时尚产业联合会、日本纤维评估技术协议会六家行业团体共同主办，中国纺织工业联合会副会长夏令敏率代表团应邀出席会议并对白名单管理体系进行说明，随行人员包括中国棉纺织行业协会会长朱北娜、中国印染行业协会副会长邢惠路、副秘书长林琳、中国纺织工业联合会检测中心副主任杨萍、中纺网络公司副总经理张希成、副总工程师刘佩全。东京的说明会有150余家进口商、服装企业和零售商出席，大阪的说明会有近200家进口商、服装企业、零售商出席。　　 　　东京会议：中国纺织工业联合会副会长夏令敏致辞　　中国纺织工业联合会副会长夏令敏、日本纤维产业联盟副会长小川恒弘以及多位中日行业组织的领导进行了发言，他们从不同角度和各自所在行业出发表达了对中日纺织品安全管理和白名单管理体系的看法。　　 　　东京会议：中国棉纺行业协会会长朱北娜致辞　　中国纺织工业联合会副会长夏令敏指出，保持两国纺织品服装贸易的稳定通畅，并为消费者提供安全可靠的产品，是两国产业共同的目标。特别是在全球金融危机的影响还在延续，经济发展的不确定因素还很多的情况下，保持两国纺织服装贸易的健康稳定，加强两国产业间的合作尤为重要。中国纺织工业联合会对与日本同行的合作十分重视，尤其是中国棉纺行业协会会长朱北娜女士、中国印染行业协会副会长邢惠路先生专程前来日本，参加这次说明会，与各位朋友交流，就是希望增进两国行业间的了解与合作，推动两国纤维产业的健康稳定发展。　　夏副会长也真诚地希望与日本同行精诚合作，共同承担支撑起世界纤维产业健康发展、构筑可持续社会的重任，实现亚洲由世界工厂向世界市场的转变，提升亚洲纤维产业的影响力和话语权。为亚洲经济的发展做出更大贡献。　　 　　东京会议：中纺网络公司副总经理张希成做白名单管理体系介绍　　日本纤维产业联盟副会长小川恒弘表示，日本制定不使用特定偶氮染料行业自律标准，不仅是为了让日本纺织品安全标准与国际接轨，也是日本消费者对纺织品健康安全的要求。日本与中国在纺织品领域有着广泛和深入的合作，不仅在纺织品安全领域，也希望在纺织品碳足迹的研究和推动上，与中国纺织工业联合会有更进一步的沟通和合作。　　 　　东京会议：日本纤维产业联盟副会长小川恒弘致辞　　日本纤维输入组合通商政策委员会委员长奥田利治谈到，日本企业的特点是不喜欢冒头，喜欢跟风，一旦有大的企业站出来带头来做，其它企业都会跟进。这三天的说明会，作为日本最主要的进口商、服装企业、零售商的领军企业都来了，大家对白名单管理体系都给予了很高的评价，并表态将积极加入这个体系，他们的加入对推动白名单管理体系的建设将起到关键作用。这次说明会，也标志着日本行业自律标准正式启动。　　 　　东京会场：日本纤维输入组合通商政策委员会委员长奥田利治致辞　　日本服装时尚产业协会理事北田稔在会中提到，日本纺织行业的四个零售巨头同时出席一个活动，这在日本国内是非常少见的，说明他们对白名单管理体系的重视和认可。日本服装时尚产业协会作为国内最接近消费者的企业团体，一直密切关注对偶氮染料及其它有害物质的管理，中日双方经过两年多的努力，建立了一个高质量的管理体系，对中国纺织工业联合会的努力表示感谢，日本服装时尚产业协会将积极推动会员企业加入白名单管理体系，并希望能对其它企业起到带头作用。　　 　　东京会议：中纺联代表团　　在会中，日本服装时尚产业协会品质管理小委员会委员长藤吉一隆详细介绍了日本制定行业自律标准的目的、内容和普及状况，指出对特定偶氮染料进行管理，给消费者提供健康安全的纺织产品，是消费者的要求也是日本企业的责任，白名单管理体系满足日本行业自律标准的的要求，是在尽量避免增加交易成本的情况下实现对纺织品安全管理的非常有效的方式，进口商不要再犹豫，要马上行动起来。　　 　　东京会场　　中国棉纺织行业协会会长朱北娜、中国印染行业协会副会长邢惠路分别在东京说明会和大阪说明会上作了发言，中纺网络公司副总经理张希成对白名单管理体系做了详细介绍。　　 　　东京会场　　此次说明会，让日本主要企业对白名单管理体系有了全方位的认识，获得了企业的高度认可，某大型零商表示已定于2012年1月召开说明会，另一大型零售商表示计划明年在中国召开对供应商的说明会，并希望能邀请中国纺织工业联合会有关专家出席对白名单管理体系进行介绍。在离开大阪前往东京的路上，代表团就接到了西川企业的咨询电话，了解加入白名单管里体系的具体程序。　　 大阪会议：中国纺织工业联合会副会长夏令敏致辞　　白名单管理体系的建立，不仅可以对纺织品的安全进行主动管理，可以溯源，降低企业的检测成本，同时它也是一个透明、共享的信息机制，为中日企业提供了更多的选择、更多的商业机会，有利于供应链体系的全面优化和产品质量的提升。　　 大阪会场　　名词解释：白名单管理体系　　随着全球工业化程度的不断提高，国际上对地球环境质量持续恶化和生态平衡失调现象的关注不断增强，绿色、低碳、环保已成为全球共识。科学技术的发展让人们对化学品可能对人身体健康带来的潜在危害有了更深入的认知，消费者更加关注产品安全。由此产生了一系列保障产品安全的技术标准，其中，在纺织品染色使用的染化料中，作为部分染料中间体的芳香胺物质就被许多国家视为可疑致癌物，含有这种物质的数百种特定偶氮染料被陆续列入禁止使用行列。中国GB18401亦对特定偶氮染料作了限制。　　日本纤维产业联盟为保持纺织品安全标准与国际一致，制定了纺织品不使用特定偶氮染料的自律标准。但我们不可能为了证明产品安全而对产品进行100%检测，如何在尽量不增加成本的情况下，确保纺织品的质量安全和能溯源，最好的方式是从源头上也就是染色环节进行管理，并将这种管理贯穿到整条纺织供应链，要实现这一目标，需要中日双方的共同努力。正是基于这一背景，中日双方经过两年多的反复磋商，其中正式的会谈就有15次，最终就该标准的实施方法达成共识，即通过双方之间的合作，建立“白名单管理体系”，实施面向日本市场的“白名单资质”，在避免对纺织品进行逐批检测的情况下为消费者提供安全放心的纺织产品，以降低企业成本，确保中日纺织品贸易顺利进行。　　白名单管理体系的建设，是中日两国纺织供应链的各个环节、第三方认证/检测机构、行业组织共同参与的，不依赖于任何单一的机构或组织，能够最大限度地保证体系的安全、公正和公信力。白名单管理体系的建立，不仅可以对纺织品的安全进行主动管理，可以溯源，降低企业的检测成本，同时它也是一个透明、共享的信息机制，为中日企业提供了更多的选择、更多的商业机会，有利于供应链体系的全面优化和产品质量的提升。目前，白名单管理体系针对的是禁用芳香胺物质，随着体系建设的不断完善、优化，这个体系也可以适用于对更多有害物质的管理，其对企业的边际效应和任何单一认证的比较优势将愈发明显。

20世纪以来，微纳米科技作为一个新兴科技领域发展迅速，当前，纳米科技已经成为21 世纪前沿科学技术的代表领域之一，发展作为国家战略的纳米科技对经济和社会发展有着重要的意义。纳米材料结构单元尺寸与电子相干长度及光波长相近，表面和界面效应，小尺寸效应，量子尺寸效应以及电学，磁学，光学等其他特殊性能、力学和其他领域有很多新奇的性质，对于高性能器件的应用有很大潜力。具有新奇特性纳米结构与器件的开发要求开发出具有更高精度，多维度，稳定性好的微纳加工技术。微纳加工工艺范围非常广泛，其中主要常见有离子注入、光刻、刻蚀、薄膜沉积等工艺技术。近年来，由于现代加工技术的小型化趋势，聚焦离子束（focused ion beam，FIB）技术越来越广泛地应用于不同领域中的微纳结构制造中，成为微纳加工技术中不可替代的重要技术之一。FIB是在常规离子束和聚焦电子束系统研究的基础上发展起来的，从本质上是一样的。与电子束相比FIB是将离子源产生的离子束经过加速聚焦对样品表面进行扫描工作。由于离子与电子相比质量要大的非常多，即时最轻的离子如H+离子也是电子质量的1800多倍，这就使得离子束不仅可以实现像电子束一样的成像曝光，离子的重质量同样能在固体表面溅射原子，可用作直写加工工具；FIB又能和化学气体协同在样品材料表面诱导原子沉积，所以FIB在微纳加工工具中应用很广。本文主要介绍FIB技术的基本原理与发展历史。离子源FIB采用离子源，而不是电子束系统中电子光学系统电子枪所产生的加速电子。FIB系统以离子源为中心，较早的离子源由质谱学与核物理学研究驱动,60年代以后半导体工业的离子注入工艺进一步促进离子源开发，这类离子源按其工作原理可粗略地分为三类:1、电子轰击型离子源，通过热阴极发射的电子，加速后轰击离子源室内的气体分子使气体分子电离，这类离子源多用于质谱分析仪器，束流不高，能量分散小。2、气体放电型离子源，由气体等离子体放电产生离子，如辉光放电、弧光放电、火花放电离子源，这类离子源束流大，多应用于核物理研究中。3、场致电离型离子源是利用针尖针尖电极周围的强电场来电离针尖上吸附的气体原子，这种离子源多应用于场致离子显微镜中。除场致电离型离子源外，其余离子源均在大面积空间内（电离室）生成离子并由小孔引出离子流。故离子流密度低，离子源面积大，不适合聚焦成细束，不适合作为FIB的离子源。20世纪70年代Clampitt等人在研究用于卫星助推器的铯离子源的过程中开发出了液态金属离子源（liquid metal ion source,LMIS）。图1：LMIS基本结构将直径为0.5 mm左右的钨丝经过电解腐蚀成尖端直径只有5-10μm的钨针，然后将熔融状态的液态金属粘附在针尖上，外加加强电场后，液态金属在电场力的作用下形成极小的尖端（约5 nm的泰勒锥），尖端处电场强度可达10^10 V/m。在这样高电场作用下，液尖表面金属离子会以场蒸发方式逸散到表面形成离子束流。而且因为LMIS发射面积很小，离子电流虽然仅有几微安，但所产生电流密度可达到10^6/cm2左右，亮度在20μA/Sr左右，为场致气体电离源20倍。LMIS研究的问世，确实使FIB系统成为可能，并得到了广泛的应用。LMIS中离子发射过程很复杂，动态过程也很复杂，因为LMIS发射面为金属液体，所以发射液尖形状会随着电场和发射电流的不同而改变，金属液体还必须确保不间断地补充物质的存在，所以发射全过程就是电流体力学和场离子发射相互依赖和相互作用的过程。有分析表明LMIS稳定发射必须满足三个条件：（1）发射表面具有一定形状，从而形成一定的表面电场；（2）表面电场足以维持一定的发射电流与一定的液态金属流速；（3）表面流速足以维持与发射电流相应的物质流量损失，从而保持发射表面具有一定形状。从实用角度，LMIS稳定发射的一个最关键条件：制作LMIS时保证液态金属与钨针尖的良好浸润。由于只有将二者充分持续地粘附在一起，才能够确保液态金属很好地流动，这一方面能够确保发射液尖的形成，同时也能够确保液态金属持续地供应。实验发现LMIS还有一些特性：（1） 存在临界发射阈值电压。一般在2 kV以上；电压超过阈值后，发射电流增加很快。（2） 空间发射角较大。离子束的自然发射角一般在30º左右；发射角随着离子流的增加而增加；大发射角将降低束流利用率。（3） 角电流密度分布较均匀。（4） 离子能量分散大（色差）。离子能散通常约为4.5 eV,能散随离子流增大而增大，这是由于离子源发射顶端存在严重空间电荷效应所致。由于离子质量比电子质量大得多，同一加速电压时离子速度比电子速度低得多，离子源发射前沿空间电荷密度很大，极高密度离子互斥，造成能量高度分散。减小色差的一个最有效的办法是减小发射电流，但低于2uA后色差很难再下降，维持在4.5eV附近。继续降低后离子源工作不稳定，呈现脉冲状发射。大能散使离子光学系统的色差增加，加重了束斑弥散。（5） LMIS质谱分析表明，在低束流（≤ 10 μA）时，单电荷离子几乎占100%；随着束流增加，多电荷离子、分子离子、离子团以及带电金属液滴的比重增加，这些对聚焦离子束的应用是不利的。以上特性表明就实际应用而言,LMIS不应工作在大束流条件下，最佳工作束流应小于10μA,此时，离子能量分散与发散角都小，束流利用率高。LMIS最早以液态金属镓为发射材料，因为镓熔融温度仅为29.8 ºC，工作温度低，而且液态镓极难挥发、原子核重、与钨针的附着能力好以及良好的抗氧化力。近些年经过长时间的发展，除Ga以外，Al、As、Au、B、Be、Bi、Cs、Cu、Ge、Fe、In、Li、Pb、P、Pd、Si、Sn、U、Zn都有报道。它们有的可直接制成单质源；有的必须制成共熔合金（eutectic alloy），使某些难熔金属转变为低熔点合金，不同元素的离子可通过EXB分离器排出。合金离子源中的As、B、Be、Si元素可以直接掺杂到半导体材料中。尽管现在离子源的品种变多，但镓所具有的优良性能决定其现在仍是使用最为广泛的离子源之一，在一些高端型号中甚至使用同位素等级的镓。FIB系统结构聚焦离子束系统实质上和电子束曝光系统相同，都是由离子发射源，离子光柱，工作台以及真空和控制系统的结构所构成。就像电子束系统的心脏是电子光学系统一样，将离子聚焦为细束最核心的部分就是离子光学系统。而离子光学与电子光学之间最基本的不同点：离子具有远小于电子的荷质比，因此磁场不能有效的调控离子束的运动，目前聚焦离子束系统只采用静电透镜和静电偏转器。静电透镜结构简单，不发热，但像差大。图2:聚焦离子束系统结构示意图典型的聚焦离子束系统为两级透镜系统。液态金属离子源产生的离子束，在外加电场( Suppressor) 的作用下，形成一个极小的尖端，再加上负电场( Extractor) 牵引尖端的金属，从而导出离子束。第一，经过第一级光阑后离子束经过第一级静电透镜的聚焦和初级八级偏转器对离子束的调节来降低像散。通过一系列可变的孔径（Variable aperture），可以灵活地改变离子束束斑的大小。二是次级八极偏转器使得离子束按照定义加工图形扫描加工而成，利用消隐偏转器以及消隐阻挡膜孔可以达到离子束消隐的目的。最后，通过第二级静电透镜，离子束被聚焦到非常精细的束斑，分辨率可至约5nm。被聚焦的离子束轰击在样品表面，产生的二次电子和离子被对应的探测器收集并成像。离子与固体材料中的原子碰撞分析作为带电粒子，离子和电子一样在固体材料中会发生一系列散射，在散射过程中不断失去所携带的能量最后停留在固体材料中。这其中分为弹性散射和非弹性散射，弹性散射不损失能量，但是改变离子在固体中的飞行方向。由于离子和固体材料内部原子质量相当，离子和固体材料之间发生原子碰撞会产生能量损失，所以非弹性散射会损耗能量。材料中离子的损失主要有两个方面的原因，一是原子核的损失，离子与固体材料中原子的原子核发生碰撞，将一部分能量传递给原子，使得原子或者移位或者与固体材料的表面完全分离，这种现象即为溅射，刻蚀功能在FIB加工过程中也是靠这种原理来完成。另一种损失是电子损失：将能量传递给原子核周围的电子，使这些电子或被激发产生二次电子发射，或剥离固体原子核周围的部分电子，使原子电离成离子，产生二次离子发射。离子散射过程可以用蒙特卡洛方法模拟，具体模拟过程与电子散射过程相似。1.由原子核微分散射截面计算总散射截面，据此确定离子与某一固体材料原子碰撞的概率；2.随机选取散射角与散射平均自由程，计算散射能量的核损失与电子损失；3.跟踪离子散射轨迹直到离子损失其全部携带能量，并停留在固体材料内部某一位置成为离子注入。这一过程均假设衬底材料是原子无序排列的非晶材料且散射具有随机性。但在实践中，衬底材料较多地使用了例如硅单晶这种晶体材料，相比之下晶体是有晶向的，存在着低指数晶向，也就是原子排列疏密有致，离子一个方向“长驱直入”时穿透深度可能增加几倍，即“沟道效应”（channeling effect）。FIB的历史与现状自1910年Thomson发明气体放电型离子源以来，离子束已使用百年之久，但真正意义上FIB的使用是从LMIS发明问世开始的，有关LMIS的文章已做了简单介绍。1975年Levi-Setti和Orloff和Swanson开发了首个基于场发射技术的FIB系统，并使用了气场电离源（GFIS）。1975年：Krohn和Ringo生产了第一款高亮度离子源：液态金属离子源，FIB技术的离子源正式进入到新的时代，LMIS时代。1978年美国加州的Hughes Research Labs的Seliger等人建造了第一套基于LMIS的FIB。1982年 FEI生产第一只聚焦离子束镜筒。1983年FEI制造了第一台静电场聚焦电子镜筒并于当年创立了Micrion专注于掩膜修复用聚焦离子束系统的研发,1984年Micrion和FEI进行了合作,FEI是Micrion的供应部件。1985年 Micrion交付第一台聚焦离子束系统。1988年第一台聚焦离子束与扫描电镜(FIB-SEM)双束系统被成功开发出来，在FIB系统上增加传统的扫描电子显微系统，离子束与电子束成一定夹角安装，使用时试样在共心高度位置既可实现电子束成像，又可进行离子束处理，且可通过试样台倾转将试样表面垂直于电子束或者离子束。到目前为止基本上所有FIB设备均与SEM组合为双束系统，因此我们通常所说的FIB就是指FIB-SEM双束系统。20世纪90年代FIB双束系统走出实验室开始了商业化。图3:典型FIB-SEM 双束设备示意图1999年FEI收购了Micrion公司对产品线与业务进行了整合。2005年ALIS公司成立，次年ZEISS收购了ALIS。2007年蔡司推出第一台商用He+显微镜，氦离子显微镜是以氦离子作为离子源，尽管在高放大倍率和长扫描时间下它仍会溅射少量材料但氦离子源本来对样品的损害要比Ga离子小的多，由于氦离子可以聚焦成较小的探针尺寸氦离子显微镜可以生成比SEM更高分辨率的图像，并具有良好的材料对比度。2011年Orsay Physics发布了能够用于FIB-SEM的Xe等离子源。Xe等离子源是用高频振动电离惰性气体，再经引出极引出离子束而聚焦的。不同于液态Ga离子源,Xe等离子源离子束在光阑作用下达到试样最大束流可达2uA,显著增强FIB微区加工能力，可以达到液态Ga离子FIB加工速度的50倍，因此具有更高的实用性，加工的尺寸往往达到几百微米。如今FIB技术发展已经今非昔比，进步飞快，FIB不断与各种探测器、微纳操纵仪及测试装置集成，并在今天发展成为一个集微区成像、加工、分析、操纵于一体的功能极其强大的综合型加工与表征设备，广泛的进入半导体行业、微纳尺度科研、生命健康、地球科学等领域。参考文献：[1]崔铮. 微纳米加工技术及其应用(第2版)(精)[M]. 2009.[2]于华杰, 崔益民, 王荣明. 聚焦离子束系统原理、应用及进展[J]. 电子显微学报, 2008(03):76-82.[3]房丰洲, 徐宗伟. 基于聚焦离子束的纳米加工技术及进展[J]. 黑龙江科技学院学报, 2013(3):211-221.[3]付琴琴, 单智伟. FIB-SEM双束技术简介及其部分应用介绍[J]. 电子显微学报, 2016, v.35 No.183(01):90-98.[4]Reyntjens S , Puers R . A review of focused ion beam applications in microsystem technology[J]. Journal of Micromechanics & Microengineering, 2001, 11(4):287-300.

开元仪器IPO遭质疑 家族高度控制涉嫌关联交易　　开元仪器公司由家庭直系亲属高度控制，可能存在较大的治理结构隐患。　　3月1日晚间，中国证监会网站预披露的开元仪器的首次公开发行股票招股说明书显示，开元仪器是一家主要从事煤质检测仪器设备的研发、生产和销售的公司，拟发行不超1500万股，发行后总股本6000万股，拟于深交所创业板上市。平安证券是其保荐人。　　记者查阅招股说明书发现，这家公司由家庭直系亲属高度控制，可能存在较大的治理结构隐患。同时，公司发展经历和业绩也存在诸多疑问。　　开元仪器系罗建文、罗旭东、罗华东等48位自然人发起成立。罗建文持有开元仪器1553.40万股，占公司总股本的34.52%，为公司实际控制人。　　招股说明书披露的信息显示，罗旭东和罗华东为孪生兄弟，分别担任开元仪器副董事长和董事、总经理。两人各自持有开元仪器1059.14万股，各占公司总股本的23.54%。罗建文和罗旭东、罗华东父子三人共持有开元仪器81.6%的股份，另外，文胜为罗建文连襟，持有该公司0.21%股份，四人共计持有股份达81.81%。　　公司前身为长沙开元仪器有限公司，其源头则是长沙县煤质电脑仪器厂。按照招股说明书描述，长沙煤质成立于1992年3月12日，根据当时的实际情况，以集体企业的形式挂靠在长沙县望新乡政府。该厂设立时的出资全部为私人出资，叶其山、罗奇英、常志忠、常志红、陈奇戈五名自然人共筹资11万元，并通过验资确认。五位自然人中，罗奇英为罗建文养女 叶其山现为开元仪器子公司平方软件的销售顾问 其他人身份不明。在2010年开元仪器增资时，叶其山持有6万股。