[發明專利]電子束誘導二次諧波的超分辨顯微系統及測試方法

有效

• 申請號: 201410663318.8
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN105675639B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 張躍鋼;倪衛海;藺洪振
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: G01N23/2204
• 分類號: G01N23/2204
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰;楊林

1.電子束誘導二次諧波的超分辨顯微系統，包括：真空腔室(100)、探測器(400)、掃描電子顯微鏡(200)、樣品(510)，其特征在于，所述真空腔室(100)的兩側分別設置有入光窗口(110)和出光窗口(120)；該系統還包括激光器(300)、第一反射鏡(130)、第二反射鏡(140)、基頻濾光鏡(150)，所述激光器(300)與第一反射鏡(130)位于所述入光窗口(110)一側，所述第二反射鏡(140)、基頻濾光鏡(150)與探測器(400)位于所述出光窗口(120)一側；所述掃描電子顯微鏡(200)和所述樣品(510)設置于所述真空腔室(100)內部，所述真空腔室(100)內部還設置有掃描樣品臺(500)。

2.根據權利要求1所述的電子束誘導二次諧波的超分辨顯微系統，其特征在于，所述掃描電子顯微鏡(200)至少設有電子光學系統(210)、電子束斬波系統(220)和物鏡(230)；所述電子束斬波系統(220)用于產生電子束脈沖(240)，電子光學系統(210)用于控制電子束脈沖(240)，電子束斬波系統(220)設置有用于調整電子束脈沖(240)脈寬的小孔光闌，物鏡(230)用于聚焦電子束脈沖(240)。

3.根據權利要求2所述的電子束誘導二次諧波的超分辨顯微系統，其特征在于，脈寬在1ps至10ns范圍內。

4.根據權利要求1所述的電子束誘導二次諧波的超分辨顯微系統，其特征在于，所述激光器(300)設置有用于發射飛秒激光脈沖(320)的鈦藍石飛秒激光。

5.根據權利要求1所述的電子束誘導二次諧波的超分辨顯微系統，其特征在于，所述第一反射鏡(130)與第二反射鏡(140)設有電動調整架，用于調整反射角度。

6.根據權利要求1所述的電子束誘導二次諧波的超分辨顯微系統，其特征在于，所述掃描樣品臺(500)包括精密壓電載物臺(520)和粗調電控載物臺(530)，所述精密壓電載物臺(520)位于粗調電控載物臺(530)的上方。

7.根據權利要求6所述的電子束誘導二次諧波的超分辨顯微系統，其特征在于，所述精密壓電載物臺(520)的移動精度在納米范圍內，用于精確掃描，所述粗調電控載物臺(530)的移動精度在微米范圍內，用于初始掃描。

8.根據權利要求1所述的電子束誘導二次諧波的超分辨顯微系統，其特征在于，探測器(400)為光電倍增管，內部設有鎖相放大器，用于處理光電倍增管中的信號。

9.如權利要求1至8所述系統的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將樣品放置于真空腔室(100)的掃描樣品臺(500)上，進行掃描之后，得到樣品(510)的形貌特征；

(2)樣品(510)表面設置有兩個電極(511)，位于樣品(510)的兩端；

(3)掃描電子顯微鏡(200)產生電子束脈沖(240)照射樣品(510)，分離樣品(510)的電子與空穴，形成回路產生電流；

(4)激光器(300)發射飛秒激光脈沖(320)，經第一反射鏡(130)反射后，通過入光窗口(110)進入真空腔室(100)，射入到樣品(510)上的同一區域，產生二次諧波脈沖信號(410)，從而產生樣品材料的載流子；

(5)利用了電子束脈沖(240)誘導產生的電流產生二次諧波脈沖信號(410)，對載流子進行光學數據采集，得到樣品材料的空間分辨特征；

(6)二次諧波脈沖信號(410)經第二反射鏡(140)反射后，經過基頻濾光鏡(150)，過濾掉基頻光后，射入探測器(400)，被探測器(400)收集，得到樣品(510)的載流子成像分布；

(7)分析樣品(510)的形貌特征和載流子的分布特征，得出載流子的產生、分離和輸運的時間分辨特性。

10.根據權利要求9所述的測試方法，其特征在于，所述掃描樣品臺(500)、掃描電子顯微鏡(200)和激光器(300)均由計算機控制系統調控，用于控制電子束脈沖(240)與飛秒激光脈沖(320)的射入時間。