[實用新型]一種納米圖形化系統(tǒng)及其光響應(yīng)特性檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220322833.6
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN202710465U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉盼;郭鵬;于國強;韓秀峰;孫曉玉;周向前
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01R31/00
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;尚群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米圖形化系統(tǒng)，特別是一種適用于磁電高頻特性測量系統(tǒng)中的一種光激發(fā)和光探測的納米圖形化系統(tǒng)及其光響應(yīng)特性檢測裝置。

背景技術(shù)

導(dǎo)入光纖、光纖發(fā)射器、光纖探測器、精密球面鏡集合光技術(shù)、光學CCD照相技術(shù)以及光譜分析方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類工程測量技術(shù)中，同時也是高精度物理實驗研究重要手段。上述光學儀器和光學實驗技術(shù)方法在研究物質(zhì)和光的相互作用以及原子分子的結(jié)構(gòu)中是極為重要的研究手段。

基于光學系統(tǒng)，在微米和納米器件的圖形化和測量系統(tǒng)中，需要對微米和納米圖形化器件的各個階段進行表征。在微米和納米圖形化器件的微加工過程中，可以對微加工過程進行跟蹤探測，同時在測量過程中，微米和納米圖形化器件的光學性質(zhì)也能體現(xiàn)和反映該器件的基本物理屬性,這樣可以對微米和納米圖形化器件進行實時的原位探測。最重要的是，通過光譜分析的方法對微米和納米圖形化材料或器件進行光激發(fā)、光吸收、光發(fā)射和光電轉(zhuǎn)換特性等方面的測量研究，有望能發(fā)現(xiàn)微米和納米圖形化材料或器件的新效應(yīng)。

為了解決以上的問題，在專利號為“201120265595.5”，名稱為“納米圖形化和超寬頻電磁特性測量系統(tǒng)”的中國實用新型專利中公開了在納米圖形化和超寬頻電磁特性測量系統(tǒng)中，由光纖導(dǎo)入光束，實現(xiàn)對被測納米材料和器件的光輻照和光激發(fā)的方法和裝置，但該裝置中沒有涉及對微米和納米圖形化器件進行光激發(fā)、光吸收、光發(fā)射和光電轉(zhuǎn)換特性等方面光響應(yīng)特性測試的具體方法及結(jié)構(gòu)設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能在微米和納米圖形化器件的圖形化和測量系統(tǒng)中進行表面特征和/或光電特性實時和原位檢測的納米圖形化系統(tǒng)及其光響應(yīng)特性檢測裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種納米圖形化系統(tǒng)的光響應(yīng)特性檢測裝置，用于納米圖形化系統(tǒng)在微米和納米圖形化器件微加工和探測中，實時和原位探測微米和納米圖形化材料或器件的光響應(yīng)特性，其中，包括光發(fā)射器、導(dǎo)入光纖、光探測器、CCD成像設(shè)備和精密傳導(dǎo)光纖，所述光發(fā)射器通過所述精密傳導(dǎo)光纖與所述導(dǎo)入光纖連接，所述光探測器通過所述精密傳導(dǎo)光纖與所述CCD成像設(shè)備連接，所述導(dǎo)入光纖及所述光探測器均對應(yīng)于所述納米圖形化系統(tǒng)的樣品臺設(shè)置于所述納米圖形化系統(tǒng)的真空腔內(nèi)，所述導(dǎo)入光纖用于將所述光發(fā)射器發(fā)出的光束導(dǎo)入至所述樣品臺的樣品上，所述光探測器用于采集所述樣品的反射光，所述光探測器相對于所述導(dǎo)入光纖設(shè)置以采集所述樣品的反射光。

上述的納米圖形化系統(tǒng)的光響應(yīng)特性檢測裝置，其中，還包括光譜儀，所述光譜儀通過所述精密傳導(dǎo)光纖與所述光探測器連接。

上述的納米圖形化系統(tǒng)的光響應(yīng)特性檢測裝置，其中，還包括電極探針，所述電極探針通過電極探針臂與電壓源或電流源連接，所述電極探針與所述樣品分別具有一連接位置和一斷開位置，所述電極探針與所述樣品在連接位置時組成閉合電路。

上述的納米圖形化系統(tǒng)的光響應(yīng)特性檢測裝置，其中，所述電極探針臂與所述導(dǎo)入光纖和/或所述光探測器分別通過結(jié)合器安裝在所述真空腔內(nèi)，所述結(jié)合器用于控制所述導(dǎo)入光纖和/或所述光探測器及所述電極探針臂的運動和定位。

上述的納米圖形化系統(tǒng)的光響應(yīng)特性檢測裝置，其中，所述結(jié)合器包括固定架及安裝在所述固定架上的光纖滑軌、驅(qū)動電機及傳動機構(gòu)，所述電極探針臂安裝在所述固定架上，所述光纖安裝在所述光纖滑軌上，所述光纖滑軌通過所述傳動機構(gòu)與所述驅(qū)動電機連接。

上述的納米圖形化系統(tǒng)的光響應(yīng)特性檢測裝置，其中，所述電極探針為四路電極探針，所述四路電極探針的一對探針與所述電壓源連接，所述四路電極探針的另一對探針與所述電流源連接。

上述的納米圖形化系統(tǒng)的光響應(yīng)特性檢測裝置，其中，還包括用于會聚所述樣品的反射光的球面鏡，所述球面鏡設(shè)置在所述納米圖形化系統(tǒng)的電子束槍下方且與所述光探測器的距離小于所述球面鏡的焦半徑，所述球面鏡上設(shè)置有微米級小孔以保證電子束穿過所述球面鏡對所述樣品進行微加工和/或成像。

為了更好地實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種納米圖形化系統(tǒng)，包括電源、控制裝置和測量裝置，所述控制裝置與所述測量裝置連接，所述控制裝置和所述測量裝置分別與所述電源連接，所述測量裝置包括電子束槍、真空腔、真空系統(tǒng)、樣品臺和光響應(yīng)特性檢測裝置，所述真空系統(tǒng)與所述真空腔連接，所述電子束槍及樣品臺均設(shè)置在所述真空腔內(nèi)，所述電子束槍對應(yīng)于所述樣品臺設(shè)置，其中，所述光響應(yīng)特性檢測裝置為上述的納米圖形化系統(tǒng)的光響應(yīng)特性檢測裝置。