电子束光刻设备发展现状及展望

 电子束光刻设备在高精度掩模制备、原型器件开发、小批量生产以及基础研究中有着不可替代的作用。在国外高端电子束光刻设备禁运的条件下,中国迫切需要实现高端国产化设备的突破。介绍了电子束光刻设备发展历程,列举了当前活跃在科研和产业界的3种设备（高斯束、变形束、多束）的主要厂商及其最新设备性能,并概括了国产化电子束光刻设备发展现状。通过国内外电子束光刻设备性能的对比,总结了国产化研发需要解决的关键性难题。其中,着重介绍了高端高斯电子束光刻设备国产化需要面临的技术挑战：热场发射电子枪、高加速电压、高频图形发生器、极高精度的激光干涉仪检测技术及高精度电子束偏转补偿技术。     

粒子束辐照在AlGaAs/GaAs量子阱材料中引入的深能级缺陷

作者对AlGaAs/GaAs结构调制掺杂材料及多量子阱材料,分别使用电子束或质子束辐照.电子束辐照能量为0.4～1.8MeV,辐照注量为1×1013cm-2～1×1016cm-2,质子束辐照能量为20～130keV,辐照注量为1×1011cm-2～1×1014cm-2.辐照前后的样品均经过深能级瞬态谱(DLTS)的测试.测试结果表明,电子束辐照引入了新缺陷,其能级位置为E3=Ec-0.65eV,而质子辐照引入的深缺陷能级为E1=Ec-0.22eV,电子和质子束辐照同时对与掺Si有关的原生缺陷Dx中心E2=Ec-0.40eV也有影响,即浓度发生改变,峰形亦不对称,说明其中包含有其他邻近缺陷的贡献.DLTS测试给出了这些深中心的浓度及俘获截面等参数.     

等径双圆筒静电聚焦系统问题研究

根据目前电子束焊接技术的研究状况,提出了电子束焊枪用等径双圆筒单透镜静电聚焦系统设计方案和计算机辅助设计方法。利用passic语言计算机编程完成了聚焦系统的参数计算并取得了满意的结果。研究结果表明:电子束电流散焦小,束截面较小,在工件上的束斑半径最小可达0.58mm,可满足在空间焊接技术的需要。     

脉冲激光亦或电子束辐照对SUS316 L奥氏体不锈钢中空位扩散的影响

利用激光-超高压电子显微镜系统在500℃对SUS316L奥氏体不锈钢进行了电子束辐照和脉冲激光-电子束双束同时辐照(以下简称:同时辐照),通过观察和分析辐照后自由晶界处无空洞区域以及元素偏析,以电子束辐照结果为标准,对比研究了同时辐照对空位扩散的影响.结果表明:同时辐照后的无空洞区域宽度为48±16 nm,小于电子辐照的71±27 nm;不论在偏析程度还是偏析宽度上,同时辐照条件下Cr和Ni的偏析都小于对应的电子束辐照;同时辐照下空位的扩散通量仅为电子束辐照的45.7%.通过分析得出,和电子辐照相比,同时辐照促进了空位与间隙原子的再结合,限制空位向尾闾扩散,进而造成流入尾闾的空位数量减少,极大地抑制了辐照偏析与肿胀.脉冲激光-电子束双束同时辐照可以为探索抑制肿胀方法提供新的思路.     

电子束在放射性核束物理研究中的应用

利用电子束与重离子冷却储存环中的放射性核束相互作用,包括电子的弹性散射、非弹性散射以及电子散射引起的核反应,可以对不稳定核的结构和性质进行有效的研究．文中对进行这些研究的物理意义、所需电子束亮度以及设备进行了描述和粗略地估计．     

电子束在放射性核束物理研究中的应用

利用电子束与重离子冷却储存环中的放射性核束相互作用,包括电子的弹性散射,非弹性散射以及电子散射引起的核反应,可以支不稳定核的结构和性质进行有效的研究。文中对进行这些研究的物理意义,所需电子束亮度以及设备进行了描述和粗略地估计。     

为什么自由电子不能通过Stern-Gerlach实验极化?

众所周知，一束处于Ｓ态的氢原子通过Ｓｔｅｒｎ－Ｇｅｒｌａｃｈ实验中的不均匀磁场后分裂成两束．这两束氢原子中电子的自旋Ｓ在磁场方向上的分量分别为ｈ／２与一ｈ／２，即氢原子中的电子被完全极化了．但是，如果改用电子束重复上述实验，则电子束不能分裂成两束．尽管人们曾作过许多努力，自由电子通过Ｓｔｅｒｎ－Ｇｅｒｌａｃｈ实验极化的目的却始终不能实现．为什么？这是在量子力学教学中必须回答的问题．本文参考有关文献［１］作如下讨论．１电子束的宽度总是远大于它的德布洛意波长如图１所示，由Ｏ发射在ｙ方向加速并准直的一…     

电子束离子束专业结合毕业实践研制用于生产自动化仪表零件的电子束焊机

电子束焊接在航空、宇宙航行和汽车工业等方面使用越来越多。这是由于电子束焊接具有能量密度高、热作用区小和焊接强度高等特点,熔区深宽比可达20以上,热影响区比常规的焊接工艺要小得多。从1975年秋开始,我校电子束离子束专业师生和有关单位协作共同研制仪表和自动化元件焊接用的电子束焊机。机器研制的主要工作已于去年完成,并调出了电子束。最近又进行了焊接工艺试验,首次在该机上焊出了膜盒等自动化仪表零件。     

电子束熔炼工艺对Nb-W合金成分及力学性能的影响

研究了电子柬熔炼工艺对Nb—W合金化学成分及力学性能的影响．结果表明：电子束熔炼次数越多,Nb—W合金的Zr含量越低,而电子束熔炼次数对W,Mo合金元素含量影响不大;经过多次电子束熔炼后的铸锭中C含量明显低于Nb—Ww—Mo烧结条和一次电子束熔炼锭中的C含量,而两次和三次电子束熔炼锭的C含量区别不大;由于ZrC对Nb—W合金的弥散强化,两次电子柬熔炼制备的棒材强度明显高于三次熔炼制备的棒材．     

高能电子束的散射和准直

文章阐明了如何将加速器的电子束经散射和准直以后成为放射治疗的医用射线束。讨论了散射电子的角分布和能量分布及其对照射野的贡献。从利用散射电子和去除散射电子的两种不同设计原则对20McV医用电子直线加速器的电子束准直器分别进行设计,并给出实验结果,肯定了使散射电子最小化的准直器设计原则。     

在考虑空间电荷和阳极透镜作用下磁聚焦带状电子束的波动性

一、引言 纵向磁场聚焦电子束的基本原理,是以磁场力抵消一切横向发散作用(空间电荷斥力、透镜偏转力等),使束在漫长的漂移空间中维持固定形状而不发散。和圆柱束比较,在同样的加速电压和聚焦磁场下,带状束可有更大的电流密度和功率,且便于调制。故均匀磁场聚焦的带状电子束在行波管和返波管中得到应用;它和交叉指形慢波结构配合相得益彰,成为近代超高频电真空器件中极具发展前途的器件。     

空间用电子束焊枪电聚焦系统的设计

介绍了国内外空间焊接技术的研究状况,提出了我国空间电子束焊枪用等径三圆筒单透镜作为主透镜的电聚焦系统设计方案和计算机辅助设计方法。利用C语言计算机编程完成了聚焦系统的参数概算并取得了满意的结果。研究结果表明,电子束电流散较小,束截面较小,在工件上的束斑半径最小可达0.63mm,可满足在空间焊接和切割的需要。     

高压直流连续波光阴极注入器

根据高平均功率自由电子激光对电子束的要求,提出了直流高压连续波光阴极注入器,并进行了相应的束流动力学过程研究.采用特殊结构设计的静电加速腔,其加速梯度可以达到10 MV/m.当静电场的加速距离10 cm,漂移空间50 cm时,脉冲宽度为10 ps,阴极表面的束斑半径为2 mm,束团电荷为0.5 nC的电子束,输出束流归一化发射度为5 mm·mrad;用PARMELA程序进行了粒子动力学模拟,注入器输出束流归一化发射度为5.8 mm·mrad.     

笔形束剂量算法中物理学参数的计算

高能电子束具有有限的射程,因而可以有效地避免靶区后深部组织的照射,在治疗体表肿瘤和体内浅部肿瘤方面,具有不可替代的作用.研究了基于Hogstrom笔形束电子剂量计算算法中的物理学参数计算问题,分析了物理学参数的基本原理,并根据实际的临床条件,讨论了物理学参数的计算方法.实验结果表明,Hogstrom算法能够有效地解决电子束的剂量计算问题.     

空间电子束电聚焦系统的设计

根据国内外空间焊接技术的研究状况,提出了我国空间电子束焊枪用等径三圆筒单透镜作为主透镜的电聚焦系统设计方案和计算机辅助设计方法,利用计算机编程完成了聚焦系统的参数概算并取得了满意的结果.研究结果表明电子束电流散焦小,在偏转磁场中束截面较小,工件上的束斑半径最小可达0.656 15 mm,可满足空间焊接和切割的需要,并证实了空间电聚焦系统的计算和设计方法是正确的.     

合肥光源束流能量标定装置

为在合肥光源储存环上利用共振退极化的方法建立一套测量电子能量的装置,计算了储存环电子束流建立极化的时间、退极化场的分布、激发条带的功率以及退极化时间,并且利用束损系统测量了由于耦合度和腔压变化造成的束流托歇克的变化,以期用现有的束损系统监测退极化造成的束流托歇克的变化.     

利用电子束蒸发制备高K介质TiO2薄膜

利用电子束蒸发在不同的衬底温度和蒸发束流下制备了TiO2薄膜,利用椭圆偏振仪测出了不同工艺条件下薄膜的厚度和折射率;利用高频CV曲线研究了制备工艺条件对TiO2薄膜的电容特性的影响,发现衬底温度和蒸发束流严重影响TiO2薄膜的CV曲线特性;最后利用XPS（X射线能谱）和FI-IR（傅立叶红外吸收）相结合的方法对TiO2薄膜的成分进行了分析,发现在与硅交界处存在一个亚稳态的过渡层,其成分是低价态的TiOx(x<2)和SiOy(y<2).     

合肥光源束流能量标定装置

为在合肥光源储存环上利用共振退极化的方法建立一套测量电子能量的装置，计算了储存环电子束流建立极化的时间、退极化场的分布、激发条带的功率以及退极化时间，并且利用束损系统测量了由于耦合度和腔压变化造成的束流托歇克的变化，以期用现有的束损系统监测退极化造成的束流托歇克的变化．     

电子显微镜分离小鼠染色体的研究

本实验把小白鼠的骨髓细胞，制成电镜染色体样品，探索了利用电子显微镜所产生的高度聚焦的电子束，将目标染色体或染色体片段与其他染色体或染色体片段分离、切割开的过程，检验了电子束分离、切割染色体的可行性的有效性，开发出了一套较为成熟的电子束分离、切割染色体的新技术或方法，使之成为染色体及基因研究的有效手段。     

2.5MeV质子静电加速器加速电子束的改制

描述了2.5MeV质子静电加速器改出电子束的一种改进方法.其聚焦系统由电子枪、浸没式短磁透镜和加速管组成;加速电子束用稳定加速器高压的装置被安装,高压稳定度为±1％;扫描窗宽度为400或600mm.电子束能量2.0—2.1MeV,电子束流强150μA.运行时间已超过3000小时.