一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

用带电粒子束进行液体成形的制作方法

2022-11-30 06:38:39 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及纳米技术和微机械加工领域。本发明进一步涉及一种用于通过用带电粒子束照射离子液体并使其流动来制备和/或处理样品的方法。


背景技术:

2.带电粒子束,如电子束和离子束,广泛用于显微术、成像、特定部位分析、沉积和材料烧蚀。具体地,离子束广泛用于半导体和纳米技术行业,用于制造和/或修改微观结构,如微处理器和微电池。这些利用离子束中的离子与它们照射的材料的原子相互作用的能力,从而使发射任何光子、电子、离子、中性原子或分子。由于其短波长(由于更高质量的组分粒子)和其(静电)聚焦的能力,离子束可以用于微观(或纳米级)结构的特定位点溅射或铣削。例如,包括镓(ga

)离子的聚焦离子束可以用于铣削10 nm量级的特征。这在制备微处理器或微电池时可能特别有利。
3.具体地,聚焦离子束通常被实施以制造和/或修复集成电路。所述聚焦离子束通常可以连同前体气体一起用于在衬底上沉积微观层,如导电金属层。在微电池领域,带电粒子束不仅用于对这些微电池进行原位观察,而且还用于其制造。然而,其用于制造微电池的用途受到限制,并且主要用于固态电池,其中电极以及电解质都是固体。固态电池可能需要更复杂的制造系统,并且在一定温度范围内可能不稳定。因此,在微电池中使用液体电解质可以是优选的。可以用于此类微电池的液体电解质可以包括金属液体或离子液体。
4.离子液体是具有低熔点(例如,低于100℃)和通常低蒸气压的盐,其可以特别适合用作微电池或纳米电池中的电解质。由于盐的低蒸气压,所述盐即使在低压下也可以保持其液态,从而允许它们能够用于可以使用电子或离子束显微镜进行的微电池的原位观察,所述显微镜通常在范围为10-5 pa到10-2 pa的压力下操作。
5.通常,可以由液体注射系统将液体电解质引入到微电池中,所述液体注射系统可以允许在两个微观(或纳米级)电极之间推动电解质。例如,randolph等人, 扫描电子显微镜中的无胶囊流体递送和束诱导电沉积(capsule-free fluid delivery and beam-induced electrodeposition in a scanning electron microscope), 《rsc进展(rsc adv.)》, 2013, 3, 20016展示了使用纳米毛细管将水性电解硫酸铜(cuso4)溶液递送到扫描电子显微镜的低真空室中。然而,除了用于观察电池操作的显微镜系统之外,可能还必须安装液体注射系统。这可能会增加系统的复杂性和其故障率。这也可能会降低效率,因为可能必须集成和操作不同的系统。本发明技术的实施例旨在简化和提高微电池的制备和观察的效率。
6.进一步,本发明技术的实施例还可以用于制备和/或处理不限于微电池的不同样品。例如,它可以用于引起和/或控制流体的流动,其中流动发生在大小范围为1
ꢀµ
m到1 cm的衬底上。例如,这可能与生物样品的任何制备、处理和/或分析有关。


技术实现要素:

7.本发明涉及可以用于进一步改进微电池和其部件的制造和/分析的方面,以及对应的方法。然而,应当理解,本文所描述的实施例中的至少一些实施例也可以用于与电池系统不同的领域。
8.本发明寻求克服或至少减轻现有技术的缺点和不足。更具体地,本发明的目的是提供一种用于材料制备和分析的改进方法、系统和计算机程序产品。
9.本发明的任选目的是提供一种用于制备如微电池等微观样品的系统和方法。具体地,本发明的任选目的是允许通过用带电粒子束照射所述液体来控制液体(如离子液体)的流动。
10.在第一方面,本发明涉及一种用于制备和/或处理样品的方法,其中所述样品包括至少一种流体,并且其中所述方法包括将带电粒子束引导到所述至少一种流体上并且响应于所述带电粒子束被引导到所述至少一种流体上而使所述至少一种流体流动。所述过程可以在例如压力范围为10-5 pa到10-2 pa的低压(高真空)环境中进行,以最小化带电粒子束中的带电粒子与空气分子之间的相互作用。这可能有助于提高所述过程的效率。在此情况下,所述至少一种流体可以是具有低蒸气压的液体。
11.所述方法可以包括通过聚焦带电粒子束来引导它。可以由包括电光和/或电磁透镜的专用组合件来执行聚焦。例如,可以通过改变通过将改变对应的磁场的电磁透镜的电流来改变聚焦组合件的聚焦性质。
12.所述至少一种流体可以包括电导体。
13.所述至少一种流体可以包括离子导体。
14.所述离子导体可以包括离子液体。
15.所述离子液体可以包括具有等于或低于室温的熔点的低温离子液体。
16.所述离子液体可以包括有机阳离子,如1-乙基-3-甲基咪唑鎓(emim)、1-丁基-3-甲基咪唑鎓(bmim)、1-辛基-3甲基咪唑鎓(omim)、1-癸基-3-甲基咪唑鎓(dmim)、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓(dbmim)、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓(bmmim)、n-丁基-n-甲基吡咯烷鎓(pyr14)、n-甲基-n-丙基吡咯烷鎓(pmpyr)、n-甲基-n-丙基哌啶鎓(pp13)、n-甲基-n-丙基吡咯烷鎓(pyr13)或其它有机阳离子。
17.如上文所描述的至少一种流体可以包括低于10-2 pa、优选地低于10-5 pa的蒸气压。
18.所述至少一种流体的粘度可以随着温度增加而降低。
19.当所述至少一种流体从25℃加热到50℃时,所述至少一种流体的粘度降低的范围可以是25℃下粘度的至少10%到至多100%。粘度对温度的依赖性可以是例如指数的,其形式类似于阿伦尼乌斯方程(arrhenius equation)。粘度的降低可以允许所述至少一种流体更容易地流动,从而使其能够按需要定位。
20.上文所描述的带电粒子束可以包括多个带电粒子。
21.所述多个带电粒子可以包括带正电的离子。
22.可替代地,所述多个带电粒子可以包括电子。较大质量的离子可以允许更好的空间分辨率以及与至少一种流体的组成粒子的更大动量交换。这进而可以有助于提高从带电粒子束到至少一种流体的能量转移效率。
23.带正电的离子可以包括ga、xe、ar、o或n离子中的任何一个。
24.多个带电粒子可以包括束流,其中所述束流可以在至少1 pa到至多100
ꢀµ
a的范围内,优选地在至少1 pa到至多1
ꢀµ
a的范围内。
25.所述方法可以进一步包括将带电粒子束聚焦到至少一种流体上并且遍及所述流体进行扫描,使得带电粒子束电流密度在至少5 fa/
µ
m2到至多50 pa/
µ
m2的范围内,优选地在至少0.05 pa/
µ
m2到至多5 pa/
µ
m2的范围内。较低的电流密度可能不足以引起流体的流动,而非常高的温度可能会损坏流体,例如通过温度引起的化学变化。因此,可以基于至少一种流体的化学组成以及带电粒子束的组成来选择/设置最佳电流密度。最佳电流密度可以进一步取决于带电粒子束中的带电粒子的能量。此外,较高的电流密度可以用于带电粒子的较低能量。
26.所述方法可以进一步包括通过施加电压来加速带电粒子束内的多个带电粒子。
27.经加速的带电粒子的能量可以在至少0.1 kev到至多1 mev的范围内。当使用透射电子显微镜(tem)执行本发明方法时,更高的能量可能特别相关。
28.所述方法可以进一步包括将至少一种流体转移到衬底上。术语“衬底”可以解释为包含可以放置至少一种流体的任何表面。例如,所述衬底可以对应于扫描电子显微镜(sem)系统的样品固持器的表面,以防所述方法使用sem来执行。可替代地,所述衬底可以是出于执行所述方法的目的而设计的特殊固持器。
29.所述方法可以包括将至少一种流体转移到衬底上。
30.可以通过移液管将至少一种流体转移到衬底上。例如,移液管可以递送范围为至少1 nl到1
ꢀµ
l的体积,或0.1 mm到1 mm的液滴大小,并且本身可以具有微观尺寸。
31.所述方法可以进一步包括将带电粒子束引导到至少一种流体上的扫描点。例如,扫描点可以包括带电粒子束可以聚焦到的点。扫描点可以进一步对应于样品上的电子或离子点。
32.所述方法可以进一步包括使带电粒子束跨至少一种流体遍及一个、两个或三个维度上的多个扫描位置进行扫描。例如,出于在三个维度上进行扫描的目的,可以采用多个带电粒子束,例如,所述多个带电粒子束中的每个带电粒子束可以在2个垂直平面中扫描。可替代地,通过控制带电粒子束中的带电粒子的能量,也可以改变发生相互作用的有效深度,从而允许对至少一种流体进行三维扫描。
33.所述方法可以包括带电粒子束以介于10-10
米/秒与107米/秒之间、优选地介于10-4
米/秒与100米/秒之间的速率扫描至少一种流体的表面。应当理解,这些速率可以表示可以扫描至少一种流体的给定表面积的平均速率和/或瞬时速率。换言之,本发明范围可以理解为也对应于扫描至少一种流体的特定表面区域所需的总时间。
34.如上文所描述的衬底可以包括任何氮化硅(sin)、铝(al)或任何其它材料中的任一种。例如,如果至少一种流体对应于电解质,则这可以允许例如将不导电衬底用于制造微电池。例如,然后可以通过将一对电极放置成与电解质接触并在电极之间建立电压差来测量电流。
35.样品可以进一步包括多个传导元件,例如2个传导元件。
36.两个传导元件可以包括电极,使得一个传导元件包括阳极并且另一个传导元件包括阴极。因此,两个传导元件可以包括电池的电极。
37.多个传导元件的大小可以在至少1 nm到至多50 cm的范围内。在此范围的小端处的传导元件可以实现使用本发明提出的方法制造纳米电池,而更大的电池可以通过在所述范围的另一端处使用传导元件来实现。
38.上文所描述的两个传导元件可以被定位成彼此相距大于1 nm的距离。
39.阴极可以包括以下中的任一种:钛酸锂氧化物(lto)、镍锰钴氧化物锂(nmc)、磷酸铁锂(lfp)、磷酸铁锰锂(lfmp)、锰酸锂(lmo)、镍锰酸锂(lnmo)、锂镍钴铝氧化物(nca)、锂钴氧化物(lco)、硫(s)或用于电池中的阴极的任何其它材料。具体地,所述阴极可以包括用于具有液体电解质的电池中的阴极的任何材料。
40.阳极可以包括以下中的任一种:锂(li)、石墨、硅、钛酸锂氧化物(lto)、锡(sn)或用于电池中的阳极的任何其它材料。具体地,所述阳极可以包括用于具有液体电解质的电池中的阳极的任何材料。
41.使所述带电粒子束跨所述至少一种流体遍及所述扫描位置进行扫描的结果可以包括所述带电粒子束与所述至少一种流体的相互作用。相互作用可以是机械的,导致能量从带电粒子束转移到至少一种流体的组分粒子(例如,离子、原子或分子)。能量转移可以使至少一种流体的粘度降低。
42.带电粒子束与至少一种流体之间的相互作用的结果可以包括所述至少一种流体穿过衬底的流动。
43.如上文所描述的至少一种流体可以进一步包括电解质。如上文所描述的,如果在多个传导元件之间建立电位差,则这可以允许电流在多个传导元件之间流动。
44.如上文所描述的方法可以进一步包括提离(lift-out)步骤和转移步骤。可以执行这些步骤以制造上文所描述的多个传导元件。
45.提离步骤可以包括从多个块状样品中铣削和去除多个传导元件。通常,包括如上文所描述的传导元件的任何材料的块状样品可以用于制造传导元件。
46.提离步骤可以包括从锂块状样品中提取li传导元件。可以理解,上文所描述的其它材料中的任何材料的块状样品可以用于提取阳极传导元件。
47.提离步骤可以包括从钛酸锂块状样品中提取lto传导元件。可以理解,上文所描述的其它材料中的任何材料的块状样品可以用于提取阴极传导元件。
48.上文所描述的转移步骤可以包括将多个传导元件中的任何传导转移到衬底上。
49.将至少一种流体转移到衬底上的步骤可以在将多个传导元件中的任何传导转移到衬底上的步骤之前。可替代地,可以将所述传导元件中的至少一个传导元件转移到衬底上,随后将至少一种流体转移到衬底上,接着进一步将所述多个传导元件中剩余的传导元件转移到衬底上。
50.带电粒子束与至少一种流体之间的相互作用的结果可以包括将所述流体的至少一部分转移到衬底上的区域,其中所述区域对应于两个传导元件之间的间隙。这在本文所描述的方法用于制备电池的情况下可能是有利的,例如,其中所述至少一种流体可以用于提供多个传导元件之间的传导路径。如上文所描述的使用带电粒子束控制至少一种流体的流动可以允许将甚至非常小体积的流体(约1 pl体积)准确地并且在没有除了制造/成像系统之外,还需要单独的液体注射系统的情况下推动到例如两个传导元件之间的约10
ꢀµ
m的空间中。
51.上文所描述的多个传导元件中的任何传导元件都可以通过针转移到上文所描述的衬底上。
52.针可以包括显微针。在传导元件具有纳米级尺寸的情况下,针还可以包括纳米级针。
53.衬底可以包括样品固持器。如上文所描述的,样品固持器的至少一部分本身可以包括衬底,使得可以不使用单独的衬底。
54.样品固持器可以包括sem样品固持器。
55.样品固持器可以包括多个臂,如2个臂,所述多个臂各自被配置成向所述多个传导元件中的至少一个传导元件提供传导接触。例如,多个臂可以因此允许在多个传导元件中的任何传导元件之间在外部电压源的帮助下建立电压差。这在传导元件具有纳米级或微观尺寸并且将它们连接到外部电压源可能需要复杂工艺的情况下可能是特别有利的。
56.所述多个臂中的每个臂可以连接到电压源,使得可以在所述多个臂中的任何两个臂之间产生非零电位差。
57.如上文所描述的方法可以包括将多个传导元件中的任何传导转移到样品固持器的多个臂中的任何臂上。
58.所述方法可以进一步包括响应于带电粒子束被引导到所述至少一种流体上而监测所述至少一种流体的流动。
59.所述方法可以进一步包括在阳极与阴极之间施加非零电位差并测量阳极与阴极之间的电流。
60.所述方法可以进一步包括一旦在阳极与阴极之间测得非零电流,就停止至少一种流体在两个传导元件之间的流动。
61.监测所述至少一种流体的所述流动可以进一步包括对所述样品进行成像。具体地,对样品进行成像可以与上文所描述的步骤中的任何步骤并行进行,包含用带电粒子照射至少一种流体和/或提离步骤和转移步骤。这在控制这些过程中的每个过程(如停止时间)方面可能是特别有利的,并且可以有助于提高样品制备和/或处理方法的效率。图像也可以由例如数据处理系统来记录,所述数据处理系统可以连同用于执行本文所描述的方法的系统一起使用。
62.对样品进行成像可以包括检测由带电粒子束与至少一种流体的相互作用引起的发射。
63.发射可以包括光子、电子或离子。电子可以包括背散射电子、透射电子、二次电子或俄歇电子中的任一种。离子可以包括二次离子。例如,光子可以包括范围为ir到x射线的频谱。
64.图像可以包括sem图像、tem图像和/或fib图像。
65.在第二方面,本发明涉及一种包括扫描显微镜系统和数据处理系统的系统,其中所述系统被配置成处理样品,其中所述样品包括至少一种流体,并且其中所述系统被配置成将带电粒子束引导到所述至少一种流体上并且响应于所述带电粒子束被引导到所述至少一种流体上而使所述至少一种流体流动。
66.引导所述带电粒子束可以包括聚焦所述带电粒子束。
67.扫描显微镜系统可以包括聚焦离子束(fib)显微镜。
68.所述系统,具体地为所述扫描显微镜系统,可以被配置成使所述带电粒子束跨所述至少一种流体遍及一个、两个或三个维度上的多个扫描点进行扫描。
69.所述系统,具体地为所述数据处理系统,可以被进一步配置成将二维坐标系分配给所述样品。
70.如上文所描述的系统可以被配置成监测所述至少一种流体的流动,其中监测所述至少一种流体的所述流动可以进一步包括对所述样品进行成像。
71.所述系统,具体地为所述扫描显微镜系统,可以被进一步配置成通过检测由所述带电粒子束与所述至少一种流体的相互作用产生的发射来对所述样品进行成像。
72.所述系统,具体地为所述数据处理系统,可以包括数据存储元件,其中所述系统可以被配置成将所述样品的图像存储在所述数据存储元件中。
73.所述系统可以进一步包括显示器,并且所述系统可以被配置成在所述显示器上显示样品图像。
74.所述系统,具体地为如上文所描述的数据处理系统,可以被配置成允许操作员基于所显示的图像来监测所述至少一种流体的流动。
75.所述系统,具体地为如上文所描述的数据处理系统,可以被配置成通过控制所述带电粒子束的方向来控制所述带电粒子束在与所述样品相关联的坐标系上的扫描位置。
76.所述系统,具体地为上文所描述的扫描显微镜系统,可以包括被配置成引导和/或聚焦所述带电粒子束的电光系统。
77.所述系统,具体地为如上文所描述的数据处理系统,可以被进一步配置成控制所述电光系统,并且其中所述数据处理系统被配置成通过控制所述电光系统来控制所述带电粒子束的方向。
78.下面,将讨论方法的实施例。方法实施例缩写为字母“m”,后跟一个数字。每当本文提及“方法实施例”时,均意指这些实施例。
79.m1. 一种用于制备和/或处理样品的方法,其中所述样品包括至少一种流体;并且其中所述方法包括将带电粒子束引导到所述至少一种流体上并且响应于所述带电粒子束被引导到所述至少一种流体上而使所述至少一种流体流动。
80.m2. 根据前一实施例所述的方法,其中引导所述带电粒子束包括聚焦所述带电粒子束。
81.m3. 根据前述实施例中任一项所述的方法,其中所述至少一种流体包括电导体。
82.m4. 根据前述实施例中任一项所述的方法,其中所述至少一种流体包括离子导体。
83.m5. 根据前一实施例所述的方法,其中离子导体包括离子液体。
84.m6.根据前一实施例所述的方法,其中所述离子液体包括具有等于或低于室温的熔点的低温离子液体。
85.m7. 根据前一实施例所述的方法,其中所述离子液体包括有机阳离子,如1-乙基-3-甲基咪唑鎓(emim)、1-丁基-3-甲基咪唑鎓(bmim)、1-辛基-3甲基咪唑鎓(omim)、1-癸基-3-甲基咪唑鎓(dmim)、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓(dbmim)、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓(bmmim)、n-丁基-n-甲基吡咯烷鎓(pyr14)、n-甲基-n-丙基吡咯烷鎓(pmpyr)、n-甲基-n-丙
基哌啶鎓(pp13)、n-甲基-n-丙基吡咯烷鎓(pyr13)或其它有机阳离子。
86.m8.根据前述实施例中任一项所述的方法,其中所述至少一种流体包括低于10-2 pa、优选地低于10-5 pa的蒸气压。
87.m9. 根据前述实施例中任一项所述的方法,其中所述至少一种流体的粘度随着温度增加而降低。
88.m10. 根据前一实施例所述的方法,其中当所述至少一种流体从25℃加热到50℃时,所述至少一种流体的粘度降低的范围为25℃下粘度的至少10%到至多100%。
89.m11. 根据前述实施例中任一项所述的方法,其中所述带电粒子束包括多个带电粒子。
90.m12. 根据前一实施例所述的方法,其中引导所述多个带电粒子包括带正电的离子。
91.m13. 根据倒数第二实施例所述的方法,其中所述多个带电粒子包括电子。
92.m14. 根据倒数第二实施例所述的方法,其中所述带正电的离子包括ga、xe、ar、o或n离子中的任一个。
93.m15. 根据前述实施例中任一项所述的并且具有实施例m11的特征的方法,其中所述多个带电粒子包括束流,并且其中所述束流在至少1 pa到至多100
ꢀµ
a的范围内,优选地在至少1 pa到至多1
ꢀµ
a的范围内。
94.m16. 根据前一实施例所述的方法,其中所述方法进一步包括将带电粒子束聚焦到至少一种流体上并且遍及所述流体进行扫描,使得带电粒子束电流密度在至少5 fa/
µ
m2到至多50 pa/
µ
m2的范围内,优选地在至少0.05 pa/
µ
m2到至多5 pa/
µ
m2的范围内。
95.m17. 根据前述实施例中任一项所述的并且具有实施例m11的特征的方法,其中所述方法包括通过施加电压来加速所述带电粒子束内的所述多个带电粒子。
96.m18. 根据前一实施例所述的方法,其中经加速的带电粒子的能量在至少0.1 kev到至多1 mev的范围内。
97.m19. 根据前述实施例中任一项所述的方法,其中所述方法进一步包括将所述至少一种流体转移到衬底上。
98.m20. 根据前一实施例所述的方法,其中所述方法包括将所述至少一种流体转移到所述衬底上。
99.m21. 根据前一实施例所述的方法,其中通过移液管将所述至少一种流体转移到所述衬底上。
100.m22. 根据前述实施例中任一项所述的方法,其中所述方法进一步包括将所述带电粒子束引导到所述至少一种流体上的扫描点。
101.m23. 根据前一实施例中任一项所述的方法,其中所述方法进一步包括使所述带电粒子束跨所述至少一种流体遍及一个、两个或三个维度上的多个扫描位置进行扫描。
102.m24. 根据前述2项实施例中任一项所述的方法,其中所述方法包括带电粒子束以介于10-10
米/秒与107米/秒之间、优选地介于10-4
米/秒与100米/秒之间的速率扫描所述至少一种流体的表面。
103.m25. 根据前述实施例中任一项所述的并且具有实施例m19的特征的方法,其中所述衬底包括sin、al或任何其它材料中的任一种。
104.m26. 根据前述实施例中任一项所述方法,其中所述样品进一步包括多个传导元件,例如2个传导元件。
105.m27. 根据前一实施例所述的方法,其中所述两个传导元件包括电极,使得一个传导元件包括阳极并且另一个传导元件包括阴极。
106.m28. 根据前述2项实施例中任一项所述的方法,其中所述多个传导元件中的每个传导元件的大小在至少1 nm到至多50 cm的范围内。
107.m29. 根据前述3项实施例中任一项所述的方法,其中所述两个传导元件被定位成彼此相距大于1 nm的距离。
108.m30. 根据前述实施例中任一项所述的并且具有实施例m27的特征的方法,其中所述阴极包括任何钛酸锂(lto)。
109.m31. 根据前述实施例中任一项所述的并且具有实施例m27的特征的方法,其中所述阳极包括锂(li)。
110.m32. 根据前一实施例所述的并且具有实施例m23的特征的方法,其中使所述带电粒子束跨所述至少一种流体遍及所述扫描位置进行扫描的结果可以包括所述带电粒子束与所述至少一种流体的相互作用。
111.m33. 根据前一实施例所述的并且具有实施例m19的特征的方法,其中所述带电粒子束与所述至少一种流体之间的所述相互作用的结果包括所述至少一种流体穿过所述衬底的流动。
112.m34. 根据前一实施例所述的并且具有实施例m3的特征的方法,其中所述至少一种流体包括电解质。
113.m35. 根据前述中任一项所述的方法,其中所述方法进一步包括提离步骤和转移步骤。
114.m36. 根据前一实施例所述的并且具有实施例m26的特征的方法,其中所述提离步骤包括从多个块状样品中铣削和去除所述多个传导元件。
115.m37. 根据前一实施例所述的并且具有实施例m31的特征的方法,其中所述提离步骤包括从锂块状样品中提取li传导元件。
116.m38. 根据前述2项实施例中任一项所述的并且具有实施例m30的特征的方法,其中所述提离步骤包括从钛酸锂块状样品中提取lto传导元件。
117.m39. 根据前述实施例中任一项所述的并且具有实施例m19、m26和m35的特征的方法,其中所述转移步骤包括将所述多个传导元件中的任何传导元件转移到所述衬底上。
118.m40. 根据前一实施例所述的并且具有实施例m11的特征的方法,其中将所述至少一种流体转移到所述衬底上的步骤在将所述多个传导元件中的任何传导元件转移到所述衬底上的步骤之前。
119.m41. 根据前述实施例中任一项所述的并且具有实施例m29、m23和m39的特征的方法,其中所述带电粒子束与所述至少一种流体之间的所述相互作用的结果包括将所述流体的至少一部分转移到所述衬底上的区域,其中所述区域对应于所述两个传导元件之间的间隙。
120.m42. 根据前述实施例中任一项所述的并且具有实施例m39的特征的方法,其中通过针将所述多个传导元件中的任何传导元件转移到所述衬底上。
121.m43. 根据前一实施例所述的方法,其中所述针包括显微针。
122.m44. 根据前述实施例中任一项所述的并且具有实施例m19的特征的方法,其中所述衬底包括样品固持器。
123.m45. 根据前一实施例所述的方法,其中所述样品固持器包括sem样品固持器。
124.m46. 根据前述2项实施例中任一项所述的并且具有实施例m26的特征的方法,其中所述样品固持器包括多个臂,如2个臂,所述多个臂各自被配置成向所述多个传导元件中的至少一个传导元件提供传导接触。
125.m47. 根据前一实施例所述的方法,其中所述多个臂中的每个臂连接到电压源,使得可以在所述多个臂中的任何两个臂之间产生非零电位差。
126.m48. 根据前述3项实施例中任一项所述的并且具有实施例m39的特征的方法,其中将所述多个传导元件中的任何传导元件转移到所述衬底上包括将任何传导元件转移到所述样品固持器的所述多个臂中的任何臂上。
127.m49. 根据前述实施例中任一项所述的方法,其中所述方法进一步包括响应于所述带电粒子束被引导到所述至少一种流体上而监测所述至少一种流体的所述流动。
128.m50. 根据前一实施例所述的并且具有实施例m27和m47的特征的方法,其中所述方法进一步包括在所述阳极与所述阴极之间施加非零电位差并且测量所述阳极与所述阴极之间的电流。
129.m51. 根据前一实施例所述的方法,其中所述方法进一步包括一旦在所述阳极与所述阴极之间测得非零电流,就停止所述至少一种流体在所述两个传导元件之间的流动。
130.m52. 根据前述实施例中任一项所述的并且具有实施例m49的特征的方法,其中监测所述至少一种流体的所述流动进一步包括对所述样品进行成像。
131.m53. 根据前一实施例所述的并且具有实施例m33的特征的方法,其中对所述样品进行成像包括检测由所述带电粒子束与所述至少一种流体的相互作用引起的发射。
132.m54. 根据前一实施例所述的方法,其中所述发射包括光子。
133.m55. 根据前述2项实施例中任一项所述的方法,其中所述发射包括电子。
134.m56. 根据前一实施例所述的方法,其中所述电子包括背散射电子、透射电子、二次电子或俄歇电子中的任何一种。
135.m57. 根据前述4项实施例中任一项所述的方法,其中所述发射包括离子。
136.m58. 根据前一实施例所述的方法,其中所述离子包括二次离子。
137.m59. 根据前述实施例中任一项所述的并且具有实施例m55的特征的方法,其中所述图像包括sem图像。
138.m60. 根据前述实施例中任一项所述的并且具有实施例m55的特征的方法,其中所述图像包括tem图像。
139.m61. 根据前述实施例中任一项所述的并且具有实施例m55和m57中任一项的特征的方法,其中所述图像包括fib图像。
140.下面,将讨论系统的实施例。系统实施例缩写为字母“s”,后跟一个数字。每当本文提及“系统实施例”时,均意指这些实施例。
141.s1. 一种包括扫描显微镜系统和数据处理系统的系统,其中所述系统被配置成处理样品,其中所述样品包括至少一种流体,并且其中所述系统被配置成

将带电粒子束引导到所述至少一种流体上并且响应于所述带电粒子束被引导到所述至少一种流体上而使所述至少一种流体流动。
142.s2.根据前一实施例所述的系统,其中引导所述带电粒子束包括聚焦所述带电粒子束。
143.s3.根据前述系统实施例中任一项所述的系统,其中所述至少一种流体包括电导体。
144.s4.根据前述系统实施例中任一项所述的系统,其中所述至少一种流体包括离子导体。
145.s5.根据前述系统实施例中任一项所述的系统,其中所述至少一种流体包括离子液体。
146.s6.根据前一实施例所述的系统,其中所述离子液体包括具有等于或低于室温的熔点的低温离子液体。
147.s7.根据前一实施例所述的系统,其中所述离子液体包括1-乙基-3-甲基咪唑鎓(emim)、1-丁基-3-甲基咪唑鎓(bmim)、1-辛基-3甲基咪唑鎓(omim)、1-癸基-3-甲基咪唑鎓(dmim)、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓(dbmim)、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓(bmmim)、n-丁基-n-甲基吡咯烷鎓(pyr14)、n-甲基-n-丙基吡咯烷鎓(pmpyr)、n-甲基-n-丙基哌啶鎓(pp13)、n-甲基-n-丙基吡咯烷鎓(pyr13)或其它有机阳离子。
148.s8.根据前述系统实施例中任一项所述的系统,其中所述至少一种流体包括低于10-2
pa、优选地低于10-5
pa的蒸气压。
149.s9.根据前述系统实施例中任一项所述的系统,其中所述至少一种流体的粘度随着温度增加而降低。
150.s10.根据前一实施例所述的系统,其中当所述流体从25℃加热到50℃时,所述至少一种流体的粘度降低的范围为25℃下粘度的至少10%到至多100%。
151.s11.根据前述系统实施例中任一项所述的系统,其中所述带电粒子束包括多个带电粒子。
152.s12.根据前一实施例所述的系统,其中引导所述多个带电粒子包括带正电的离子。
153.s13.根据倒数第二实施例所述的系统,其中所述多个带电粒子包括电子。
154.s14.根据倒数第二实施例所述的系统,其中所述带正电的离子包括ga、xe、ar、o或n离子中的任一个。
155.s15.根据前述系统实施例中任一项所述的系统,其中所述扫描显微镜系统包括聚焦离子束(fib)显微镜。
156.s16.根据前述系统实施例中任一项所述的并且具有实施例s11的特征的系统,其中所述多个带电粒子包括束流,并且其中所述束流在至少1pa到至多100
µ
a的范围内,优选地在至少1pa到至多1
µ
a的范围内。
157.s17.根据前一实施例所述的系统,其中所述系统,具体地为所述扫描显微镜系统,被配置成将带电粒子束聚焦到至少一种流体上并且遍及所述流体进行扫描,使得带电粒子束电流密度在至少5fa/
µ
m2到至多5pa/
µ
m2的范围内,优选地在至少0.05pa/
µ
m2到至多5pa/
µ
m2的范围内。
158.s18. 根据前述系统实施例中任一项所述的并且具有实施例s11的特征的系统,其中所述系统,具体地为所述扫描显微镜系统,被配置成通过施加电压来加速所述带电粒子束内的所述多个带电粒子。
159.s19. 根据前一实施例所述的系统,其中经加速的带电粒子的能量在至少0.1 kev到至多1 mev的范围内。
160.s20. 根据前述系统实施例中任一项所述的系统,其中所述系统,具体地为所述扫描显微镜系统,进一步包括衬底。
161.s21. 根据前一实施例所述的系统,其中所述系统,具体地为所述扫描显微镜系统,被配置成通过移液管将所述至少一种流体转移到所述衬底上。
162.s22. 根据前述系统实施例中任一项所述的系统,其中所述系统,具体地为所述扫描显微镜系统,被进一步配置成将所述带电粒子束引导到所述至少一种流体上的扫描点。
163.s23. 根据前一实施例中任一项所述的系统,其中所述系统,具体地为所述扫描显微镜系统,被配置成使带电粒子束跨至少一种流体遍及一个、两个或三个维度上的多个扫描位置进行扫描。
164.s24. 根据前述系统实施例中任一项所述的系统,其中所述系统,具体地为所述数据处理系统,被进一步配置成将二维坐标系分配给所述样品。
165.s25. 根据前述两项实施例中任一项所述的系统,其中所述系统,具体地为所述扫描显微镜系统,被配置成使所述带电粒子束以介于10-10
米/秒与107米/秒之间、优选地介于10-4
米/秒与100米/秒之间的速率遍及所述至少一种流体的表面进行扫描。
166.s26. 根据前述系统实施例中任一项所述的并且具有实施例s20的特征的系统,其中所述衬底包括sin、al或任何其它材料中的任一种。
167.s27. 根据前述系统实施例中任一项所述的系统,其中所述样品进一步包括至少两个或多个传导元件。
168.s28. 根据前一实施例所述的系统,其中所述两个传导元件包括电极,使得一个传导元件包括阳极并且另一个传导元件包括阴极。
169.s29. 根据前述两项实施例中任一项所述的系统,其中所述至少两个传导元件中的每个传导元件的大小在至少1 nm到至多50 cm的范围内。
170.s30. 根据前述三项系统实施例中任一项所述的系统,其中所述两个传导元件定位于距彼此大于1 nm的距离处。
171.s31. 根据前述系统实施例中任一项所述的并且具有实施例s28的特征的系统,其中所述阴极包括钛酸锂(lto)。
172.s32. 根据前述系统实施例中任一项所述的并且具有实施例s28的特征的系统,其中所述阳极包括锂(li)。
173.s33. 根据前述系统实施例中任一项所述的并且具有实施例s23的特征的系统,其中使所述带电粒子束跨所述至少一种流体遍及所述扫描位置进行扫描的结果可以包括所述带电粒子束与所述至少一种流体的相互作用。
174.s34. 根据前一实施例所述的并且具有实施例s20的特征的系统,其中所述带电粒子束与所述至少一种流体之间的所述相互作用的结果包括所述至少一种流体穿过所述衬底的流动。
175.s36. 根据前述系统实施例中任一项所述的并且具有实施例s27的特征的系统,其中所述系统,具体地为所述扫描显微镜系统,被配置成通过所述带电粒子束从至少两个相应的块状样品中铣削和去除所述至少两个传导元件。
176.s37. 根据前述系统实施例中任一项所述的系统,其中所述系统,具体地为所述扫描显微镜系统,被配置成通过所述带电粒子束从锂块状样品中提取li传导元件。
177.s38. 根据前述2项实施例中任一项所述的系统,其中所述系统,具体地为所述扫描显微镜系统,被配置成通过所述带电粒子束从钛酸锂块状样品中提取lto传导元件。
178.s39. 根据前述系统实施例中任一项所述的并且具有实施例s20的特征的系统,其中所述衬底包括样品固持器。
179.s40. 根据前一实施例所述的系统,其中所述样品固持器包括sem样品固持器。
180.s41. 根据前述2项实施例中任一项所述的系统,其中所述样品固持器包括多个臂,如2个臂,所述多个臂各自被配置成向所述传导元件中的至少一个传导元件提供传导接触。
181.s42. 根据前一实施例所述的系统,其中所述多个臂中的每个臂连接到电压源,使得可以在所述多个臂中的任何两个臂之间产生非零电位差。
182.s43. 根据前述系统实施例中任一项所述的并且具有实施例s20和s27的特征的系统,其中所述系统被配置成通过针将所述传导元件中的任何传导元件转移到所述衬底(例如样品固持器)上,其中所述针包括显微针。
183.s44. 根据前一实施例所述的并且具有实施例s41的特征的系统,其中将所述多个传导元件中的任何传导元件转移到所述衬底上包括将任何传导元件转移到所述样品固持器的所述多个臂中的任何臂上。
184.s45. 根据前一实施例所述的并且具有实施例s20的特征的系统,其中将所述至少一种流体转移到所述衬底上的步骤在将所述多个传导元件中的任何传导元件转移到所述衬底上的步骤之前。
185.s46. 根据前述系统实施例中任一项所述的并且具有实施例s34的特征的系统,其中所述带电粒子束与所述至少一种流体之间的所述相互作用的结果包括将所述流体或其部分转移到所述衬底上的区域,其中所述区域对应于所述至少两个传导元件之间的间隙。
186.s47. 根据前述系统实施例中任一项所述的系统,其中所述系统被进一步配置成响应于所述带电粒子束被引导到所述至少一种流体上而监测所述至少一种流体的所述流动。
187.s48. 根据前述系统实施例中任一项所述的系统,其中所述系统被配置成在所述阳极与所述阴极之间施加非零电压电位差并且测量所述阳极与所述阴极之间的电流。
188.s49. 根据前一实施例所述的系统,其中所述系统被进一步配置成一旦在所述阳极与所述阴极之间测得非零电流,就停止所述至少一种流体在所述两个传导元件之间的流动。
189.s50. 根据前述3项实施例中任一项所述的并且具有实施例s47的特征的系统,其中监测所述至少一种流体的所述流动进一步包括对所述样品进行成像。
190.s51. 根据前一实施例所述的并且具有实施例s33的特征的系统,其中对所述系统,具体地为所述扫描显微镜系统,被进一步配置成通过检测由所述带电粒子束与所述至
少一种流体的所述相互作用产生的发射来对所述样品进行成像。
191.s52. 根据前一实施例所述的系统,其中所述发射包括光子。
192.s53. 根据前述2项实施例中任一项所述的系统,其中所述发射包括电子。
193.s54. 根据前一实施例所述的系统,其中所述电子包括背散射电子、透射电子、二次电子或俄歇电子中的任何一种。
194.s55. 根据前述4项实施例中任一项所述的系统,其中所述发射包括二次离子。
195.s56. 根据前述系统实施例中任一项所述的并且具有实施例s51的特征的系统,其中所述图像包括sem图像。
196.s57. 根据前述系统实施例中任一项所述的并且具有实施例s51的特征的系统,其中所述图像包括tem图像。
197.s58. 根据前述系统实施例中任一项所述的并且具有实施例s51的特征的系统,其中所述图像包括fib图像。
198.s59. 根据前述系统实施例中任一项所述的并且具有实施例s51的特征的系统,其中所述系统,具体地为所述数据处理系统,包括数据存储元件,并且其中所述系统被配置成将所述样品的图像存储在所述数据存储元件中。
199.s60. 根据前一实施例所述的系统,其中所述系统进一步包括显示器,并且其中所述系统被配置成在所述显示器上显示所述样品图像。
200.s61. 根据前一实施例所述的系统,其中所述系统,具体地为所述数据处理系统,被配置成允许基于所显示的所述图像监测所述至少一种流体的所述流动。
201.s62. 根据前述系统实施例中任一项所述的并且具有实施例s23和s24的特征的系统,其中所述系统,具体地为所述数据处理系统,被配置成通过控制所述带电粒子束的方向来控制所述带电粒子束在与所述样品相关联的坐标系上的扫描位置。
202.s63. 根据前述系统实施例中任一项所述的并且具有实施例s2的特征的系统,其中所述系统,具体地为所述扫描显微镜系统,包括被配置成引导和/或聚焦所述带电粒子束的电光系统。
203.s64. 根据前述2项实施例所述的系统,其中所述系统,具体地为所述数据处理系统,被进一步配置成控制所述电光系统,并且其中所述数据处理系统被配置成通过控制所述电光系统来控制所述带电粒子束的方向。
204.s65. 根据前述3项实施例中任一项所述的系统,其中所述扫描显微镜系统包括至少两个或多个电光透镜。
205.s66. 根据前一实施例所述的系统,其中所述电光透镜包括至少一个聚光透镜和至少一个物镜。
206.s67. 根据前述系统实施例中任一项所述的系统,其中处理所述样品包括所述样品或其部分的沉积和/或消融。
207.下面,将讨论计算机程序产品的实施例。
208.p1. 一种计算机程序产品,其包括指令,所述指令在根据前述系统实施例中任一项所述的系统的数据处理系统上运行时用于执行根据前述方法实施例中任一项所述的方法。
209.本发明的示例性特征在附图和以下附图描述中进一步详述。
附图说明
210.图1示出了扫描显微镜系统。
211.图2示出了传导元件和块状材料。
212.图3示出了样品固持器、两个传导元件和离子液体。
213.图4示出了方法的实施例。
214.图5示出了被配置成执行所述方法的系统。
具体实施方式
215.为了清楚起见,在一些附图中可能仅示出一些特征,而其它特征可能被省略。然而,也可以存在省略的特征,并且所描绘和讨论的特征不需要存在于所有实施例中。
216.图1示出了扫描显微镜系统100的组件。扫描显微镜系统100可以被配置用于生成带电粒子(例如电子或离子)的主光束107。扫描显微镜系统100可以被进一步配置成将带电粒子的主束107引导到样品108上。扫描显微镜系统100可以包括例如聚焦离子束(fib)显微镜或扫描电子显微镜(sem)101。在此实例中,主束包括离子束。带电粒子束可以由被配置成发射带电粒子束的带电粒子源102产生,其中可以在带电粒子源102与引出电极103之间施加电压。施加的电压可以优选地在至少0.1 kv到最多30 kv的范围内。在带电粒子束包括离子的情况下,源102可以对应于离子源,并且引出电极103可以对应于阴极。扫描显微镜系统100可以进一步包括定向和/或聚焦组合件,所述组合件可以包括例如电磁或静电透镜。透镜可以被配置成控制主束107(离子或电子束)的路径。至少一个聚光透镜104可以包括在电磁或静电透镜中。聚光透镜104可以被配置成控制主束107的大小。此外,至少一个物镜106可以包括在电磁透镜中。物镜106可以被配置成将主束107聚焦到样品108上的扫描点。取决于包括带电粒子束的粒子,扫描点可以对应于样品108上的离子或电子点。进一步,扫描点的尺寸和形状可以取决于电磁或静电透镜的聚焦性质(例如施加的电流)和fib显微镜101与样品108之间的工作距离。扫描线圈或偏转电极105可以被配置成使主束107遍及一个或两个维度上的多个扫描位置进行偏转。因此,任选地有利地,这可以实现样品的二维扫描。
217.扫描显微镜系统100可以被配置成检测第一发射和第二发射109、111、113。主束107可以与样品108的粒子(如原子)相互作用。这种相互作用可以产生第一发射和第二发射。第一发射可以包括带电粒子的发射,如二次电子和/或二次离子。第一发射还可以包括背散射、透射和/或俄歇电子的发射。进一步,第二发射可以包括跨波长范围的光子发射,如x射线和/或光(例如可见光)。
218.在图1的实例中,扫描显微镜系统100可以包括第一检测器110,其中第一检测器110可以被配置成以顺序方式检测从扫描位置发射的背散射电子109。因此,第一检测器110可以包括背散射电子检测器,如分割的硅漂移检测器。然而,背散射电子检测器也可以对应于其它类型的固态检测器。此外,扫描显微镜系统100可以包括第二检测器112,其中第二检测器112可以被配置成以顺序方式检测从扫描位置发射的二次电子和/或二次离子111。因此,第二检测器可以包括二次电子检测器,如everhart-thornley检测器。第二检测器可以可替代地或另外地包括二次离子检测器,如带电粒子倍增器。
219.进一步,扫描显微镜系统可以包括第三检测器114,其中第三检测器114可以被配置成以顺序方式检测从扫描位置发射的光子。因此,第三检测器114可以包括例如x射线检
测器,其中所述x射线检测器可以包括例如硅漂移检测器。然而,第三检测器114还可以包括其它类型的光子检测器(例如,光电倍增器或多像素光子计数器)。第二检测器112和第三检测器114可以相对于样品108的表面倾斜。
220.第三检测器114可以包括在能量色散光谱仪(eds)中。eds的能量带宽可以在0到至多17 kev的范围内。在另一种形式中,第三检测器114可以包括在波长色散光谱仪(wds)中。进一步,第三检测器114也可以包括在电子能量损失光谱仪或阴极发光光谱仪中。
221.样品108可以定位在可移动平台115的顶部。可移动平台115可以被配置成相对于样品108的平面执行两个水平移动、竖直移动、倾斜移动和/或旋转移动。两个水平移动可以包括选择视野。竖直移动可以包括改变样品108的高度,并且从而改变工作距离和可能的图像分辨率。
222.扫描显微镜系统100可以进一步包括控制单元116。控制单元116可以被配置成控制聚光透镜104、物镜106、扫描线圈或电极105和可移动平台115的供电和操作。进一步,扫描显微镜系统100可以包括真空系统。真空系统可以包括真空控制器117、机械泵送系统118、(超)高真空泵119(如离子泵或涡轮分子泵)和真空室120。真空控制器117可以被配置成控制机械泵送系统118和超高真空泵119的操作。机械泵送系统118和(超)高真空泵119可以被配置成在真空室120内提供(超)高真空。真空室120可以被配置成容纳样品108、可移动平台115、第一检测器110或其部分、第二检测器112或其部分、第三检测器114或其部分以及fib或sem显微镜101或其部分。
223.图2示出了传导元件200和块状材料201。传导元件可以对应于电极,如锂(li)电极,其中所述锂电极可以从锂块状材料中提取。传导元件可以进一步对应于钛酸锂(lto)电极,其中所述钛酸锂电极可以从钛酸锂块状材料中提取。如本领域技术人员可以理解的,电极可以包括在电池系统中采用的、从对应的块状材料中提取的任何其它材料。
224.图3示出了液体300和样品固持器301,其中所述样品固持器可以包括两个臂。然而,臂可以独立于样品固持器。例如,一个电极可以保持在显微针上,其中所述针可以连接到电路。在图3的实例中,每个臂可以被配置成向传导元件200中的至少一个传导元件提供传导接触。样品固持器301可以包括在如mems芯片等衬底中。此外,一个传导元件200(例如锂电极)可以放置在样品固持器的两个臂中的每个臂上。例如,锂电极可以放置在样品固持器301的一个臂上,并且钛酸锂电极可以放置在样品固持器301的另一个臂上。液体300可以包括有机阳离子,例如1-乙基-3-甲基咪唑鎓(emim)、1-丁基-3-甲基咪唑鎓(bmim)、1-辛基-3甲基咪唑鎓(omim)、1-癸基-3-甲基咪唑鎓(dmim)、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓(dbmim)、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓(bmmim)、 n-丁基-n-甲基吡咯烷鎓(pyr14)、n-甲基-n-丙基吡咯烷鎓(pmpyr)、n-甲基-n-丙基哌啶鎓(pp13)、n-甲基-n-丙基吡咯烷鎓(pyr13)或其它有机阳离子。液体300可以是离子导体。液体300可以朝向样品固持器301上的传导元件200移动,并且具体地朝向两个传导元件200之间的区域移动。转移液体300的过程在图3的右侧部分展示,其中液体300位于传导元件200之间并且部分地位于所述传导元件的顶部,从而连接所述传导元件。
225.图4示出了根据本发明技术的一个实施例的方法的示例性流程图。系统可以被配置成执行所述方法。
226.图4中描绘的方法可以包括3个步骤,提离步骤s1、转移步骤s2和成形步骤s3。
227.在可以被称为提离步骤的第一步骤s1中,可以从多个对应的块状样品(例如,两个对应的块状样品)中形成和提取多个传导元件200,例如2个传导元件200。例如,锂电极可以从锂块状样品中提取,并且钛酸锂电极可以从钛酸锂块状样品中提取(如上所述)。在图4的实例中,两个传导元件200中的每个传导元件都通过小黑框来描绘。提离步骤可以包括通过离子束铣削(例如蚀刻)相应块状材料的区域。具体地,离子束可以与块状样品相互作用并从表面溅射原子。块状样品的一部分因此可以被蚀刻掉,形成特定尺寸的传导元件200。这还描绘于图2中。蚀刻深度可以取决于离子束的能量和用于蚀刻的总离子剂量。剂量可以与离子束电流和蚀刻时间成比例。
228.可以被称为转移步骤的第二步骤s2可以包括在样品固持器301的两个臂上去除和沉积传导元件200。此步骤可以是自动化的并且可以通过例如显微针来执行。转移步骤s2可以进一步包括通过移液管将液体300沉积到衬底上并靠近样品固持器301。事实上,液体可以放置在距样品约1 mm的距离处。当在光学显微镜下并在固持器中固定细移液管进行沉积时,所述距离可以短于约100
ꢀµ
m。进一步,将液体300转移到衬底上的步骤可以在将两个传导元件200转移到衬底上的步骤之前。
229.可以被称为成形步骤的第三步骤s3可以包括通过离子束移动和成形液体300。具体地,所述方法可以包括使离子束遍及液体300上的某个区域进行扫描。经扫描的区域可以对应于正在成像的样品的区域。事实上,所述方法可以包括在使液体成形的同时记录样品的图像。这些图像可以是sem图像或fib图像。成形步骤可以包括基于一个记录的图像遍及整个成像区域扫描液体并因此使液体成形。然而,成形步骤还可以包括对成像区域的较小部分执行多次扫描。使所述束遍及液体300进行扫描产生束中的离子或电子与液体300中的离子之间的相互作用。所述相互作用可以包括热和/或电磁相互作用。具体地,用束辐照液体300可以使液体300的温度增加,其中增加的温度可以随后降低液体的粘度。因此,由于液体300与衬底之间的摩擦较小,液体300可以容易地被引导和转移到期望的定位。通过液体300连接两个传导元件200的结果可以使制备能够传导离子的微结构。在图4的实例中,传导微结构可以包括电池500,如微观电池。微观电池500的尺寸通常以数十微米为单位。具体地,电池尺寸可以在0.1
ꢀµ
m到小数百微米(至多大约200-300
ꢀµ
m)的范围内。然而,所制备的电池500也可以远大于上述尺寸。所描述的流程可以与用作一个电极的大块块体一起使用(不是由fib制备的,只是块体形成,例如,臂之一;大小以厘米到数十厘米为单位),并且第二电极可以使用fib和液体放置在所述一个电极旁边(最后两个根据图4)。电池可以具体地包括li-emim-lto电池。所述方法可以进一步包括一旦两个传导元件200由液体300连接就停止两个传导元件200之间的液体300的流动,这可以使用fib或sem成像来观察或在电路中测量,所述电路含有传导元件200。例如,此类电路可以包括在样品固持器301的两个臂之间产生的非零电位差,所述传导元件200可以放置在所述臂上。所述电位差可以在可以容纳样品固持器301的室(例如图1中描绘的扫描显微镜系统100的真空室120)的外部产生。流过此类电路的净电流然后可以指示液体300与两个传导元件200的成功接触。
230.图5示出了系统。所述系统可以被配置成执行如上文所描述的方法。
231.所述系统包括扫描显微镜系统100和数据处理系统600。
232.数据处理系统600可以包括一个或多个被配置成实施程序的计算机指令(即机器可读和可执行指令)的处理单元。处理单元可以是单个或多个。例如,数据处理系统600可以
包括cpu、gpu、dsp、apu、asic、asip或fpga中的至少一种。
233.数据处理系统600可以包括存储器组件,如数据存储组件610。数据存储组件610以及数据处理系统600可以包括主存储器(例如ram)、高速缓存存储器(例如sram)和/或次级存储器(例如hdd、sdd)中的至少一种。
234.数据处理系统600可以包括易失性和/或非易失性存储器,如sdram、dram、sram、闪速存储器、mram、f-ram或p-ram。数据处理系统600可以包括内部通信接口(例如总线),所述内部通信接口被配置成便于数据处理系统600的组件之间的电子数据交换,如存储器组件与处理组件之间的通信。
235.数据处理系统600可以包括外部通信接口,所述外部通信接口被配置成促进数据处理系统600与数据处理系统600外部的装置或网络之间的电子数据交换。在图5的实例中,外部通信接口可以被配置成促进数据处理系统600的处理组件和扫描显微镜系统100的组件(如控制单元116)之间的电子连接。此外,外部通信接口可以被配置用于在数据处理系统600的处理组件和真空控制器117之间建立电子数据交换。
236.此外,外部通信接口还可以被配置用于在数据处理系统600与第一检测器、第二检测器和第三检测器(110,112,114)之间建立电子数据交换。例如,来自每个扫描位置的检测到的二次电子数据可以存储在数据存储组件610中。数据处理系统600的处理单元可以被配置成基于存储的二次电子数据形成至少一个图像。
237.样品的二次电子图像可以存储在数据存储组件610中。
238.数据处理系统600还可以包括网络接口卡,所述网络接口卡可以被配置成将数据处理系统600连接到网络,如连接到互联网。数据处理系统600可以被配置成使用标准化通信协议来传输电子数据。数据处理系统600可以是集中式或分布式计算系统。
239.数据处理系统600可以包括用户接口,如输出用户接口和/或输入用户接口。例如,输出用户接口可以包括被配置成显示视觉数据(例如样品的二次电子图像或x射线光谱)的屏幕和/或监视器或被配置成传送音频数据(例如向用户播放音频数据)的扬声器。输入用户接口可以包括例如被配置成允许插入文本和/或其它键盘命令(例如,允许用户输入扫描显微镜系统的指令或方法的参数)的键盘和/或触控板、鼠标、触摸屏和/或操纵杆,其例如被配置成导航二次电子图像或在二次电子图像中识别的区域。
240.简单地说,数据处理系统600可以是被配置成执行程序指令的处理单元。数据处理系统600可以是包括处理单元、存储器组件和总线的片上系统。数据处理系统600可以是个人计算机、膝上型计算机、袖珍计算机、智能手机、平板计算机。数据处理系统600可以包括服务器、服务器系统、云计算系统的一部分或模拟服务器的系统,如具有用于运行虚拟机的适当软件的服务器系统。数据处理系统600可以是处理单元或片上系统,其可以与个人计算机、膝上型计算机、袖珍计算机、智能手机、平板计算机和/或用户接口(如上文提到的用户接口)连接。
241.虽然在以上已参考所附附图描述了优选实施例,但技术人员将理解,此实施例仅仅是为了说明的目的而提供的,并且决不应被解释为限制本发明的范围,本发明的范围由权利要求定义。
242.每当在本说明书中使用相对术语如“约”、“基本上”或“大约”时,这类术语还应被解释为还包含确切的术语。也就是说,例如,“基本上直的”应被解释为还包含“(确切地)直
的”。
243.每当在上述或还在所附权利要求中记载步骤时,应注意,步骤在本文中记载的顺序可以为偶然的。也就是说,除非另有说明或者除非技术人员清楚,否则记载的步骤的顺序可以为偶然的。也就是说,当本文件陈述例如一种方法包括步骤(a)和(b)时,这不一定意指步骤(a)在步骤(b)之前,而是也有可能步骤(a)(至少部分地)与步骤(b)同时执行,或步骤(b)在步骤(a)之前。此外,当说到步骤(x)在另一步骤(z)之前时,这并不意指在步骤(x)与(z)之间没有步骤。也就是说,步骤(z)之前的步骤(x)涵盖步骤(x)在步骤(z)之前被直接执行的情况,而且涵盖(x)在一个或多个步骤(y1)
……
、接着是步骤(z)之前被执行的情况。对应的考虑在使用术语如“之后”或“之前”时适用。
244.附图标记100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
扫描显微镜系统101
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
聚焦离子束显微镜或扫描电子显微镜102
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
带电粒子源103
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
引出电极104
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
聚光透镜105
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
扫描线圈或扫描电极106
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
物镜107
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
带电粒子的主束108
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
样品109
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
背散射电子的发射110
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一检测器111
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
二次电子和/或二次离子的发射112
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二检测器113
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
x射线光子的发射114
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三检测器115
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
可移动平台116
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制单元117
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
真空控制器118
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
机械泵送系统119
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(超)高真空泵120
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
真空室200
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
传导元件201
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
块状材料300
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
离子液体301
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
样品固持器s1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
提离步骤s2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
转移步骤s3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
成形步骤500
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
微观电池
600
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
数据处理系统610
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
数据存储组件。
再多了解一些

本文用于创业者技术爱好者查询,仅供学习研究,如用于商业用途,请联系技术所有人。

发表评论 共有条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表

相关文献