Page 39 - 理化检验-物理分册2023年第一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202301008

一种基于聚焦离子束的石英玻璃平面透射

电镜试样制备方法

李怡雪 , 丁 莹 , 张国栋 , 高倩雯 , 史学芳 , 刘 峰 1 , 3

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( 1. 西北工业大学 分析测试中心, 西安 710072 ; 2. 西北工业大学 光电与智能研究院, 西安 710072 ;

3. 西北工业大学 凝固技术国家重点实验室, 西安 710072 )
摘 要: 使用聚焦离子束制备含有贯通纳米孔的石英玻璃平面 TEM 试样时, 会出现试样硬度
高、 导电性差、 试样片厚度过大等问题。改变试样 U 型切割时的倾转角, 可在低加工束流下将试样
薄片快速截断、 分离并转移, 避免加工时试样发生漂移损坏, 或因长时间加工而出现反沉积现象, 制
备出的贯通纳米孔石英玻璃平面 TEM 试样衬度均匀、 损伤少。该方法为深入研究激光刻蚀对石
英玻璃结构的影响奠定了基础, 同时也为使用聚焦离子束制备相近材料的平面 TEM 试样提供了
技术参考。
关键词: 石英玻璃; 聚焦离子束; 平面 TEM 试样; U 型切割; 倾转角

中图分类号: TB32 文献标志码: A 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 01-0027-04

Amethodfor q uartz g lass p lanartransmissionelectronmicrosco p esam p le

p re p arationbasedonfocusionbeam

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LIYixue , DINGYin g ZHANGGuodon g GAOQ ianwen , SHIXuefan g LIUFen g 1 , 3
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( 1.Anal y tical& Testin gCenter , NorthwesternPol y technicalUniversit y , Xi ’ an710072 , China ;

2.SchoolofArtificialIntelli g enceO p ticsandElectronics , NorthwesternPol y technicalUniversit y , Xi ’ an710072 , China ;

3.StateKe yLaborator y ofSolidificationProcessin g , NorthwesternPol y technicalUniversit y , Xi ’ an710072 , China )

Abstract : Whenusin gfocusedionbeamtop re p areq uartzg lassp lanarTEMsam p leswiththrou g hnano

p ores , p roblemssuchashi g hhardness , p oorconductivit y andexcessivethicknessofsam p le p ieceswouldoccur.B y

chan g in g thetiltan g ledurin gU-cutse p arationofthesam p le , thesam p lesheetcouldbe q uickl y cutoff , se p arated

andtransferredunderthelowp rocessin g beamcurrent , avoidin g thedriftdama g etothesam p ledurin gp rocessin g ,

orthereversede p osition p henomenonduetolon gp rocessin g .The p re p aredthrou g hnano p orous q uartz g lass p lanar

TEMsam p lehaduniformcontrastandlessdama g e.Themethodlaidafoundationforfurtherstud y in g theinfluence

oflaseretchin g onthestructureof q uartz g lass , andalsop rovidedatechnicalreferencefor p re p arin gp lanarTEM

sam p lesofsimilarmaterialsusin g focusedionbeam.

Ke y words : uartz g lass ; focusedionbeam ; p lanarTEMsam p le ; U-cut ; tiltan g le
q
石英玻璃具有良好的光谱特性, 在紫外到红 求的不断提升, 高性能嵌入式三维光子调控器件
外辐射的连续波长范围内具有优良的透射比( 透 成为当前光电制造领域的一大研究热点 [ 3-5 ] 。该
过光通量与入射光通量的比值), 是传统光学及光 类调控器件的结构特征尺寸较小, 达到亚微米量
电器件制造领域的常用基质材料 [ 1-2 ] 。随着人们 级; 调控结构呈微米周期分布 [ 6-8 ] , 因此加工该类
对数据通信需求的增长, 以及对集成度、 微型化要 型器件通常选用具有非接触性、 高精度、 高空间选
择性等优点的激光直接选区刻蚀工艺 [ 9-10 ] 。该工
艺可以很便捷地在透明基质( 如石英玻璃) 上选区
收稿日期: 2022-03-24
并加工出纳米孔隙结构。激光加工纳米孔时, 容
作者简介: 李怡雪( 1991- ), 女, 博士, 副研究员, 主要从事 FIB
易对周围位置材料的性能产生影响。透射电子显
加工技术的研究工作, li y ixue@nw p u.edu.cn
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