聚焦离子束技术:广泛应用的单一工具
发布时间：2024-01-12 09:00:05 阅读数： 24
物理学家Gregor Hlawacek是欧盟FIT4NANO项目的负责人，他负责HZDR最先进的设备，在那里他可以使用特别精细聚焦的离子束生产和分析纳米结构。来源:Oliver killg /HZDR
在纳米尺度上处理材料，生产微电子原型或分析生物样品:精细聚焦离子束的应用范围是巨大的。来自欧盟合作FIT4NANO的专家现在已经审查了许多选择，并制定了未来的路线图。这篇发表在《应用物理评论》(Applied Physics Reviews)上的文章面向学生、工业界和科学界的用户以及研究政策制定者。“我们意识到聚焦离子束可以以许多不同的方式使用，我们认为在项目开始时我们有一个很好的概述。但后来我们发现，它的应用比我们想象的要多得多。在许多出版物中，聚焦离子束的使用甚至没有明确提到，而是隐藏在方法部分，”协调了综合报告的费迪南-布劳恩研究所和柏林亥姆霍兹中心(HZB)的物理学家Katja博士Höflich说。“这是侦探工作。特别是，我们发现了20世纪60年代和70年代的作品，这些作品超前于时代，却被不公正地遗忘了。即使在今天，它们仍然提供了重要的见解。"
本报告概述了聚焦离子束(FIB)技术的现状、应用实例、重要设备的发展和未来展望。
赫姆霍兹-德累斯顿-罗森多夫中心(HZDR)离子束物理与材料研究所组长格雷格·赫拉瓦切克博士说:“我们希望提供一份对学术研究和工业研发部门有用的参考工作，同时也能帮助研究管理部门在这一领域找到自己的道路。”Hlawacek领导了FIT4NANO项目，这是欧盟关于FIB技术的一个项目，该报告的作者也参与了该项目。从基础研究到成品部件
FIB仪器通常使用2到30千电子伏特(keV)的聚焦离子束。这种离子束的直径很小，在纳米和亚纳米范围内，可以扫描样品并以纳米精度改变其表面。FIB仪器是一种通用的工具，用于分析，无掩模局部材料修改和微电子元件的快速原型制作。第一批FIB仪器用于半导体工业，用聚焦的镓离子校正光掩模。今天，FIB仪器可用于许多不同类型的离子。一个重要的应用是制备样品的高分辨率，纳米精度成像的电子显微镜。FIB方法也被用于生命科学领域，例如利用基于FIB的断层扫描对微生物和病毒进行分析和成像，从而深入了解微观结构及其功能。
FIB仪器不断向其他能量、更重的离子和新功能发展，例如在空间上分辨出完美晶体中的单原子缺陷。这种材料和部件的FIB处理在量子和信息技术中具有巨大的潜力。从基础研究到成品装置，从物理、材料科学和化学到生命科学甚至考古学，其应用范围绝对是独一无二的。
“我们希望这一路线图将激发科学和技术的突破，并作为未来发展的孵化器，”格雷戈尔·哈拉瓦切克说。
