原位MEMS液体和电学TEM芯片的研制与应用

发布时间：2024-01-27 11:42

　　透射电子显微镜利用高能电子束与样品的相互作用成像,提供了原子分辨率的结构和成分信息,是表征材料微观结构和性能最重要的工具之一,在科学研究的诸多领域都有广泛应用。但是,传统的电子显微镜要求高真空的工作环境,难以在材料服役环境和条件下工作,如液体、气体、力学加载、电输运等,因此很难将电镜表征结果与材料的服役表现直接联系起来,需发展一些新型的技术和方法。利用特殊功能的样品杆在电子显微镜内引入外场作用(光、电、热、气氛等条件),模拟试样的真实工作环境,实时观测外场作用下样品微观结构的动态变化过程是一种重要的原位电镜技术,对于研究材料的微观结构、揭示相应的物理机制、提高材料的性能等具有重要意义。本文基于微电子机械技术提出一套原位电镜芯片的制备工艺流程,设计并制备了两款不同功能的微芯片。其中一种是液体芯片,由间隔片和空白片两部分组成,芯片的衬底材料是硅,并沉积有氮化硅薄膜,不仅作为成像窗口,还可以实现液体样品的封装,以金为原材料制备间隔层。为了测试芯片的可靠性和适用性,选取银纳米晶作为研究体系,研究了电子束诱导下的原位生长行为。另一种是四电极原位电学芯片,芯片同样以氮化硅作为窗口材料,金作为电极材...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

图1.1透射电子显微镜镜筒的构造和光路图[3]

图1.2原位TEM实验演示图[5,6]

图1.3原位气氛TEM的两种实现方式：开放式（压差光阑式）和封闭式（窗口式）[9]

图1.4原位电子显微学研究进展[41]

本文编号：3886900