新加坡国立大学核显微镜研究中心拥有三条最先进的光束线,连接到高亮度高压工程 Europa 3.5 MV Singletron 加速器。其中一条线是 NEC(美国国家静电公司)离子通道设备,利用宽束离子束分析技术进行先进材料研究。另外两条线是微束设备;一条用于生物医学样品和先进材料的核显微镜,需要相对较高的电流(>50 pA);另一条用于质子束微加工(PBM)和材料改性,可使用较低的电流。对两条微束线的分辨率性能进行了测量,结果如下:(1)核显微镜线采用 Oxford Microbeams OM2000 终端站,配备以高激发三重态模式配置的 OM50 四极透镜。该线在 290 400 nm 的分析应用中实现了世界最佳性能,适用于 2 MeV 质子的 50 pA 电流。(2)PBM 线是世界上第一条此类线,它采用了新一代紧凑型(OM52)四极透镜(Oxford Microbeams Ltd.),也配置了高激发、三重态配置。该设备具有出色的缩小性能,在低电流应用方面实现了世界最佳性能。使用直接扫描透射离子显微镜测量的束流为每秒 10,000 个质子,光斑尺寸为 35 75 nm。2003 Elsevier BV 保留所有权利。
Cern Beam物理学:Matthew Fraser,Eliott Johnson,Nikolaos Charitonidis,Rebecca Taylor Beam操作:Marc Delrieux,Linac3和Leir Teams Beam仪器:Federico Roncarolo,Inaki Ortega Ruiz,Jocelyn Tan,Jocelyn tan,Jocelly brreth,Aboub eboub eboun damhmun NOLI CHAM和IRRAD:Salvatore Danzeca,Federico Ravotti辐射保护:Robert Froeschl,Angelo Infantino Fluka:Francesco Cerutti,Luigi Esposito知识转移:Enrico Chesta R2E:Ruben Garcia Alia,Matteo Brucoli,Rudy ferrea and gire and giuse and n n and Alia Emriskova,Mario Sacristan,Daniel Prelipcean集团和部门管理:Brennan Goddard,Simone Gilardoni,Markus Brugger
TL7700-SEP 中主要的单粒子效应 (SEE) 事件是单粒子闩锁 (SEL)。从风险/影响的角度来看,SEL 的发生可能是最具破坏性的 SEE 事件,也是太空应用的最大隐患。TL7700-SEP 使用了双极工艺 JI1。CMOS 电路可能会产生 SEL 和 SEB 敏感性。如果高能离子通过引起的过量电流注入足以触发寄生交叉耦合 PNP 和 NPN 双极结构的形成(形成于 p-sub 和 n-well 以及 n+ 和 p+ 触点之间),则可能会发生 SEL。单事件引发的寄生双极结构在电源和接地之间形成高电导路径(产生通常比正常工作电流高几个数量级的稳态电流),该路径持续存在(“锁定”),直到断电或设备被高电流状态破坏。TL7700-SEP 在重离子 LET EFF 高达 43 MeV-cm 2 /mg 时未表现出 SEL,通量为 10 7 离子/cm 2 且芯片温度为 125°C。
最新的纳米印刷谱依赖于13.5 nm极端紫罗兰色(EUV)光,这些光(EUV)是由Tin激光生产的等离子体(LPP)产生的。1–3热和致密的锡血浆的扩展可能会以多种方式阻碍EUV源操作,在这种方面,高能离子可能会损坏或涂上EUV euv光学元件。4,5有效缓解方案是消除这种不良过程的EUV来源所必需的。这些缓解方案可能包括使用缓冲气体停止和去除离子碎片6,7或使用强磁场将其转化为脱离等离子收集器镜子的情况。5,8–11在没有任何形式的缓解形式的情况下,理解驱动血浆扩展的机制而有益于理解驱动血浆扩展的机制。血浆扩展到真空12–14的分析模型已经开发了多年,并且已应用于TIN激光生产的血浆扩展的特定情况。最近15,16,Hemminga等。17进行了二维(2D)辐射流动力学模拟,从激光辐照的锡液滴中进行了血浆扩展,因为发现强烈简化的分析模型无法完全捕获扩张。采用单流体单温方法的模拟与从A
电池和电化学电容器 (EC) 对于电动汽车、电网和移动设备等应用至关重要。然而,现有电池和 EC 技术的性能无法满足汽车工业、航空航天和利用可再生能源的电网存储等日益增长的市场对高能量/高功率和长耐用性的要求。因此,改善储能材料的性能指标势在必行。在过去的二十年里,辐射已经成为一种改变储能材料功能的新手段。人们普遍存在一种误解,认为高能离子和电子的辐射总是会对目标材料造成辐射损伤,这可能会阻碍其在电化学储能系统中的应用。但在这篇评论中,我们总结了辐射对电化学储能系统材料影响的最新进展,以表明辐射对各种类型的能源材料都有有益和有害的影响。先前的研究表明,对控制由此产生的微观结构、缺陷产生、界面特性、机械性能和最终电化学性能的能量损失机制的基本理解至关重要。我们讨论辐射效应的类别如下:1) 缺陷工程,2) 界面工程,3) 辐射诱导降解,4) 辐射辅助合成。我们分析了重要趋势,并提供了对当前研究和未来研究方向的看法和展望,这些研究旨在利用辐射作为增强电池材料合成和性能的方法。
本章讨论了三种用于确定单晶材料成分和几何结构的离子散射方法。这三种方法分别是卢瑟福背散射光谱法 (RBS),通常使用高能 He 或 H 离子(能量通常为 1-3.4 MeV),中能离子散射 (MEIS)(离子能量为 50 keV 至 400 kev)和低能离子散射(100 eV 至 5 kev),后者通常称为离子散射光谱法 (ISS)。第四种技术是弹性反冲光谱法 (ERS),它是这些方法的辅助技术,用于专门检测氢。所有这些技术都是在真空中进行的。这三种离子散射技术的信息内容有所不同,这是由于所涉及的离子能量状态不同,加上仪器的一些差异。对于最广泛使用的 RBS 方法,高能离子可以很好地穿透样品(氦离子高达 2 pn;氢离子高达 20 pm)。在进入样品的过程中,单个离子会通过一系列电子散射事件以连续的方式损失能量。有时,离子会与样品材料中的原子核发生类似弹球的碰撞,并发生背散射,产生离散的大量能量损失,其值是被撞击原子的特征(动量转移)。由于这种主要能量损失是原子特有的,而小的连续能量损失取决于行进的深度,因此出现的背散射离子的总能谱可以非破坏性地揭示这些元素的元素组成和深度分布。由于散射物理学在定量上得到了很好的理解
高温超导体由于其独特的电子特性和非常规的超导行为而引起了极大的关注。尤其是,由高能离子植入,压力和电磁场等外部场引起的高体性超导材料的相变已成为研究热点。但是,潜在的机械主义尚未完全理解。第一原理计算被广泛认为是深入探索这些内在机制的有效方法。在这项研究中,使用第一原理计算来研究氧空位现象对不同功能下YBA 2 Cu 3 O 7(YBCO 7)的电子传递性能和超导性能的影响(PBE,PBE + U,HSE06)。结果表明,氧空位显着改变了带的结构,并且在不同功能的预测中观察到了考虑的差异。YBA 2 Cu 3 O 6(YBCO 6)的计算带隙范围为0至1.69 eV。较大的带隙表明是绝缘状态,而没有带隙的缺乏表明材料保持金属。通过将结果与实验结果进行比较,我们发现HSE06功能提供了最合理的预测。带隙的存在或不存在主要受铜轨道的影响。氧气空位会导致材料的C轴拉长,这与实验中He-ion辐照后X射线差异(XRD)分析中观察到的趋势是一致的。我们的发现有助于解释在外部田地下,尤其是He-Ion Irra-priation的金属 - 绝缘体相变,并为开发高温超导材料及其设备应用提供了理论基础和新见解。
核融合设备旨在通过将等离子体加热到非常高的温度,通常是在数十千分kev的范围内实现点火。这些温度下的热量损失是融合效率效率的重要来源。但是,融合横截面仅取决于燃料离子的温度。同时,通过辐射或热传输会导致热电子损失,但不会产生融合功率。此外,磁性配置设备对捕获血浆的容量通常受到总等离子体的限制。因此,高温电子占据了该压力极限的很大份额,而无需产生任何额外的融合能力。因此,可以通过实现“热离子模式”来改善融合装置的性能,在该模式下,在该模式下,离子在高温下比电子高[1,2]。但是,获得热离子模式是一个重要的技术挑战。融合产生的高能离子优先碰撞地损失了它们的能量,而不是燃料离子。如果没有采取任何其他策略来加热离子种群,则电子将至少与燃料离子一样热,即使不是热。如果外部加热源针对离子种群,则可以产生热模式。这些来源可能是中性梁或RF波。在所有这些情况下,热离子模式需要明显的干预才能改变功率平衡,以便将能量引向燃料离子。本文将提出另一种可能性:a在反应器中达到热模式,但是,主要的加热必然是通过融合反应,需要某种形式的α通道,其中融合副产物的能量被引导到波浪中(避免对电子的碰撞加热),并将其引入其燃料中的燃料中的燃料中的燃料[3-111]。在任何这些情况下,如果降低电子能量的能量,则可以增加温度的差异,尽管此策略涉及增加能量损失的范围而言不太可取。
在空间风化的样品中应用计算机视觉算法来自动化太阳粒子轨道分析。K. Heller 1,J。A. McFadden 1,M。S. Thompson 1。 1地球,大气和行星科学系,普渡大学,西拉斐特,47907年(mcfadde8@purdue.edu)。 简介:暴露于太阳风辐射和其他高能离子流的来源导致在太阳系上无空体表面上土壤的空间风化[1,2]。 尤其是,太阳能耀斑的太阳能颗粒(SEP)对晶粒的辐照,可以将毫米穿透到地表岩石上,从而导致晶粒内部晶体结构损伤的线条。 这些SEP轨道可以通过对透射电子显微镜(TEM)中土壤样品的分析来揭示。 通过TEM图像测得的晶粒中这些SEP轨道的密度可用于基于校准的生产速率生成暴露时间表[3]。 对这些SEP轨道密度的分析可在无气体表面上的太空风化和太阳辐射过程以及雷果石混合和重新加工时间表上产生宝贵的见解。 直到最近,对TEM图像中的SEP轨道的识别和分析主要是手工执行的,这是一种耗时的实践。 但是,机器学习领域(ML)和计算机视觉领域的进步使机器的视觉能力能够通过适当的神经网络设计和培训数据匹配和超越人类的能力[4,5,6]。 这两个模型在结构上是相同的,但在培训数据上却有所不同。A. McFadden 1,M。S. Thompson 1。1地球,大气和行星科学系,普渡大学,西拉斐特,47907年(mcfadde8@purdue.edu)。简介:暴露于太阳风辐射和其他高能离子流的来源导致在太阳系上无空体表面上土壤的空间风化[1,2]。尤其是,太阳能耀斑的太阳能颗粒(SEP)对晶粒的辐照,可以将毫米穿透到地表岩石上,从而导致晶粒内部晶体结构损伤的线条。这些SEP轨道可以通过对透射电子显微镜(TEM)中土壤样品的分析来揭示。通过TEM图像测得的晶粒中这些SEP轨道的密度可用于基于校准的生产速率生成暴露时间表[3]。对这些SEP轨道密度的分析可在无气体表面上的太空风化和太阳辐射过程以及雷果石混合和重新加工时间表上产生宝贵的见解。直到最近,对TEM图像中的SEP轨道的识别和分析主要是手工执行的,这是一种耗时的实践。但是,机器学习领域(ML)和计算机视觉领域的进步使机器的视觉能力能够通过适当的神经网络设计和培训数据匹配和超越人类的能力[4,5,6]。这两个模型在结构上是相同的,但在培训数据上却有所不同。在这里,我们应用这些ML技术来开发一个原型自动化程序,该程序可以自动检测和分析TEM图像中的SEP轨道,从而使未知样本中的SEP轨道更有效,更准确地注释。方法:机器智能程序(“模型”)旨在查找和计算提供的TEM图像中的所有SEP轨道,包括潜在的微弱或“隐形”轨道。由于轨迹而言,由于主要是与背景材料不同的强度线段的线段,该模型旨在识别线性强度差异的区域。两种单独的型号经过训练以提高性能 - 一种在较暗的背景(LOD)上搜索较轻的曲目,而一种搜索较轻的背景(DOL)上的较暗轨道(DOL)。拆分模型的决定在很大程度上旨在改善训练时间和模型性能,因为示例往往由LOD或DOL轨道组成。因此,将模型拆分可改善训练时间并减少处理时间,因为训练集和应用的差异减少为更简单,较小的模型提供了空间。此外,这使该模型可以应用于两种不同类型的扫描TEM(STEM)成像模式:深色场(DF),其中SEP轨道显得比周围的晶体更明亮,而明亮场(BF),其中SEP轨道显得比周围的晶体更暗。由于计算机以抽象的结构可视化数据,分析是按像素度量进行的,而不是与测量相关的
在 DRAM 器件中制造电荷存储电容器时,高纵横比 (AR) 沟槽对于实现大电容值必不可少。高 AR 沟槽的蚀刻会受到固有 RIE 滞后机制的影响,这是由于深沟槽底部的离子能量和蚀刻物质数量减少所致。本文提出了两种方法来尽量减少这些问题,从而实现更高的硅蚀刻速率和更深的沟槽。本文所述工作中使用的气体混合物为 HBr + NF 3 + O 2 。沟槽蚀刻工艺的设计目的是在蚀刻沟槽时在侧壁上连续沉积一层薄钝化膜。这种氧化物状钝化膜 (SiO x F y Cl z ) 可防止沟槽侧壁在 XY 平面表面被蚀刻时被蚀刻。在蚀刻过程中平衡形成钝化膜对于在高纵横比沟槽蚀刻中实现高度各向异性至关重要。尽管钝化膜形成于包括蚀刻前沿在内的所有表面上,但沟槽底部的膜却不断被入射到该表面上的高能离子去除。然而,侧壁上的膜不受离子轰击(除了那些以掠射角接收离子且能量 > 阈值能量的区域),因此不会被蚀刻,从而防止硅的横向蚀刻。该过程还提高了掩模选择性,因为钝化膜也沉积在掩模表面上,从而降低了其有效蚀刻速率。据悉,蚀刻工艺内置有沉积组件,可在沟槽表面形成氧化物状钝化膜。由于沟槽开口附近的壁暴露在高浓度反应物等离子体中的时间最长,因此此处的沉积物较厚(> 25 nm),并随着深度逐渐变薄至 < 5 nm。沟槽下部沉积物较薄的另一个原因是,从倾斜掩模偏转的一些离子以掠射角到达该区域并使薄膜变薄。顶部沉积物较厚的直接后果是开口收缩,从而减小了这一临界尺寸,这反过来又通过减少进入沟槽孔的离子和中性粒子的数量而增加了 RIE 滞后。因此,可实现的深度减小,电池电容也减小了。显然,通过减薄衬里定期扩大该开口将允许更多蚀刻物质进入沟槽,底部的立体角增加,从而实现更高的硅蚀刻速率。虽然减薄可以在单独的系统中完成,但我们建议在本文中现场执行此步骤。需要定制此原位等离子清洗工艺,以便在此步骤中不会显著蚀刻掩模。这很关键,因为减薄工艺按要求,等离子体中几乎没有或完全没有沉积成分。我们已成功使用硅烷(例如 SiH 4 )和含 F 气体(例如 NF 3 )的混合物以及少量或完全没有氧气来进行此减薄步骤。另一种方法涉及去除钝化层