納米薄層解析的新銳器 光譜橢偏成像系統(tǒng)研制成功

在中國科學(xué)院重大科研裝備研制項目的資助下，力學(xué)所國家微重力實驗室靳剛課題組成功研制出“光譜橢偏成像系統(tǒng)”及其實用化樣機。

該研究是利用高靈敏的光學(xué)橢偏測量術(shù)，同時結(jié)合光譜性能及數(shù)字成像技術(shù)，具有對復(fù)雜二維分布的納米層構(gòu)薄膜樣品的快速光譜成像定量測量能力。在中科院專家組對儀器性能和各項技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行現(xiàn)場測試的基礎(chǔ)上，4月1日，驗收專家組一致認(rèn)為：系統(tǒng)為復(fù)雜橫向結(jié)構(gòu)的大面積多層納米薄膜樣品的快速表征和物性分析提供了有效手段，是一種納米薄膜三維結(jié)構(gòu)表征的新方法。

光譜橢偏成像系統(tǒng)的特點在于：信息量大，可同時測量大面積樣品上各微區(qū)的連續(xù)光譜橢偏參數(shù)，從而可以獲得相關(guān)材料物理參數(shù)（如厚度、介電函數(shù)、表面微粗糙度、合成材料中的組分比例等）及其空間分布;空間分辨率高，對納米薄膜的縱向分辨和重復(fù)性均達(dá)到0.1nm、橫向分辨達(dá)到微米量級;檢測速度快，單波長下獲得圖像視場內(nèi)各微區(qū)（42萬像素以上）的橢偏參量（ψ和Δ）的采樣時間達(dá)到7秒，比機械掃描式光譜橢偏儀提高2-3個量級;結(jié)果直觀，形成視場內(nèi)對比測量，可準(zhǔn)確定位和排除偽信號，這是單光束光譜橢偏儀所不具備的;并且系統(tǒng)自動化程度高，操作簡便。

該系統(tǒng)既可應(yīng)用于單光束光譜橢偏儀所覆蓋的領(lǐng)域，也可應(yīng)用于單波長或分立波長的橢偏成像儀所涉及的領(lǐng)域，適合同時需要高空間分辨和光譜分辨測量的納米薄膜器件測量的場合，這將為橢偏測量開拓新的應(yīng)用方向。已成功應(yīng)用于“863”項目“針對腫瘤標(biāo)志譜無標(biāo)記檢測蛋白質(zhì)微陣列生物傳感器的研制”等研究工作中，并將在微/納制造、生物膜構(gòu)造、新型電子器件、生物芯片及高密度存儲器件等領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。