材料加工专业毕业设计外文翻译

译文

在通过集中的离子束的BK7玻璃上的表面特性的调查

Yongqi Fu*,Ngoi Kok Ann Bryan,Wei Zhou,Dongzhu Xie,Lim Boon Hong

摘要：在强烈离子束击下的BK7玻璃的表面特性被调查。在击下形成的部分的形状与不同过程参数下形成的式不同的。例如像离子入射的角度，离子量和返回的时间等。通过我们的实验结果，我们发现被限定扫描地方的边界形状在钙离子轰击后也影响便面特征。另外，BK7玻璃的视觉特性的一种即光的传导被测量并与白色底质相比较（在FIB轰击前后进行的）。FIB轰击后的传导从深蓝紫色变为蓝紫色，并且反复的与FIB轰击以后的肉眼可见的区域和红色区域一起被展现。这一现象的产生被在高压下产生离子能量的钙离子所导致离子的穿透深度和离子能量通过TRIM2000d的使用被积累。

关键字：－BK7 FIB 传导分布状态

I.前言

喷射的低能量离子束经常被用于1号深度的轮廓分析技术。在某种情况下，一般对于中断的离子入射，在一个齿形或波浪型物质中一个周期振辐伴随着1微米厚度长度薄层在离子轰击时形成。伴随着宽束离子轰击，齿形结构因为个别晶状的半导体物质和非晶状的半导体物质而被观察到（二氧化硅和被使用的石英）。然而，它们既无规律性，也不连续，并且很难有实际用处。BK7玻璃被普遍用于传统的显微镜系统。关于这一物质，齿形波被发射的调查将有助于处理被用于光学系统力带有微米特征的光谱结构。在这方面，我们发现另一种有色素，BK7,被一种带有30kev离子能量的一束强烈的离子束轰击。我们设法去得到规则的。直线型的，并且可被各种过程参数控制的齿形波，它们有望于被做为光栅。因为离子入射的效应，BK7色素的传导在离子轰击后将被或多或少的改变。利用FIB扫描的BK7玻璃表面状态的变化在被报告的原理模型这一主题中被第一次调查，然后BK7玻璃中这一色素的传导率被测定并且在钙离子增大积累的基础上它们的变化被发现。

II.实验的构成

磨齿的实验被我们用带有一液体镓的离子源的FIB机器实施，整个机器带电子扫描显微镜。此显微镜带有相对于水平面倾斜30度角的0～20kev的能量；带有时使能量分散的x

射线分光计设备和利用天然气达到腐蚀功能。这台机器通常用带一个被集中0～50kev能量的钙离子束，一个电流在4PA到19.7nA的探针和一个在25um~350um范围内的有限孔。对于最小的一束电流，这束离子流在足够宽和最大一半时能被集中到最低到7nm。在真空的空腔内，这一阶段能被改变为0度到60度。磨齿的过程凭不同不同深度离子量的变化的不同方法在程序控制下被展示。一个UV-VIS分散光谱（UV-VIS分光光度计）FIB在过程前后

MM.这个区域度于FIB磨齿十被用于测量底片的散光。它要求一个照射区域大于10⨯102

MM，我们分大的（对于我们的FIB机器非常恰当的时间里）。机器最大的磨齿区域时12

MM.的区域。组合零件的需要导致不得不凭借一个10⨯10的组合零件来覆盖这个10⨯102

了保面粗糙度不规则的崩裂，那将影响并传递到某一范围。

III.结果和争议

A.用过程参数进行状态评价

BK7玻璃的表面状态表现了从正弦结构到锯齿状的结构，像图1(a)~(d)所描述的一样。

在照射的开始，锯齿样的波被观察像正弦曲线结构，然后伴随着离子入射角度的增加它们改变为锯齿结构。图2时在BK7玻璃上通过原子能显微镜测量的图片。

它时通过带有3kev 的能量的FIB 轰击自然形成的，入射角为0度；反射时间为10us ，并且7.68mc/um²的离子量。这个齿状物质看起来像高63nm,宽2.6um 的正弦曲线结构，在10um 时，反射时间保持连续。伴随着离子入射角从过去的0度到现在的15度的增加，齿形改变到高254nm,宽1.73um 的锯齿结构，注意像图3展示的那样。

图 3

当离子喷射在BK7玻璃表面时，高度的增加和宽度的减小可被看到。然而，当我们改变被定义的裂缝区边沿的形状从先前的锯形到现在的XX,这个齿状消失了。

从图4可以看到在微米和纳米区域的许多点代替了被观察到的在裂纹XX

区域里的齿形形状。在中心区域斑点的大小壁在边沿区域的被打乱的斑点大。它展示了边界效应对于形成齿形状态的过程是起到一个支配作用，着原因查到现在仍然未知并且需要进一步从原理和实验中学习研究。对于带有XX 边界的照射，斑点尺寸是伴随入射角从0度到5度和同样的反射时间（100us ）渐渐变大，例如图5展示。

图5

离子流在照射在以水平面为基准成θ角的面上（OZ 轴）并且越过一个增大表面长度ds,在表面P 点，这个表面的梯度为tan h x

α∂=∂,并且α也是基本水平面和OZ 轴的角度。如果离子喷射因为基本离子入射角θ－α，并且Y （θ－α）在OZ 方向P 点的表面电流腐蚀被给予。

()()()h J Y COS Sec x N

θαθαα∂-=--∂ N －是标准原子密度。

Y －是在离子入射角为θ－α时喷射发生J

J －是离子流速

这整个进展过程被Bradvey 和Harper 在1988年第一次提出。在他们地模型中，自生结果认识过程被结实为被离子喷射造成的粗糙面过程和因晶体物质和非线性晶体物质地黏性流体二被离子感应表面X 而导致地光滑表面地过程。但是BH 模式不能解释在自识别地组织过程中非直线附属地发生。S.Habenicht 在2002年给了一个补充模型。

22224022()()x y x y h h h h h h F C C C b h t x x y x y

η∂∂∂∂∂∂=-++++Λ+Λ-∇+∂∂∂∂∂∂（2） 公式（2）中0F 定义为在正常入射条件下，平行表面的腐蚀率，他直接关系到平行表面喷射

产生的0y 。h C x

∂∂是一个与带一定入射角度的喷射衍生物有关的参数。22x h C x ∂∂，2y 描述表面腐蚀的曲线。x C ，y C 是离子感应粗糙度系数。x Λ，2(,)h y y x

∂是弯曲度增值，并且4B h ∇是表面扩散.η代表噪音期间对应增加过程.FIB 轰击在这被忽略的由于温度升高而引起的热效应仅仅只有几度。在真空力，因为空间温度，爆炸被实施。色素没有被加热。

在离子轰击下正弦曲线结构构成是喷射腐蚀期间一个自然的过程。它是一个被靠表面能