專利名稱：一種原位表征納米線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料測試領(lǐng)域，尤其涉及一種采用掃描電子顯微鏡-陰極熒光測試裝置和透射電子顯微鏡原位表征納米線的方法。
背景技術(shù)：
隨著納米光電子器件的發(fā)展和光子集成原型器件的制作，對于單根納米線的發(fā)光性質(zhì)以及對應(yīng)結(jié)構(gòu)信息的研究顯的尤其重要。微柵(lacey support films)是電子顯微鏡用來檢測樣品的專用支持膜，特別是納米材料檢測的必備用品。研究者通常把試樣直接放在微柵上進(jìn)行透射電鏡觀察。透射電子顯微鏡或透射電鏡(Transmission electron microscope,以下簡稱TEM)，TEM是研究材料納觀結(jié)構(gòu)非常有力的工具，但是由于TEM對于制樣的特殊要求，很難高效的重復(fù)利用TEM樣品。因此要有效的將材料的結(jié)構(gòu)與發(fā)光性質(zhì)直接的聯(lián)系起來顯的很困難。目前，對于納米線的結(jié)構(gòu)和發(fā)光性質(zhì)原位表征最佳的方案是在TEM中集成陰極熒光(CathodoLuminescene,以下簡稱CL)。雖然TEM-CL原位表征非常的簡便而高效，但是TEM-CL原位表征在國際上都非常的稀少，因而極大的限制了該方法的實用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種采用掃描電鏡-陰極熒光(farming Electron Microscopy - Cathodoluminescence,以下簡稱 SEM-CL)系統(tǒng)和透射電鏡的原位表征方法。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種原位表征納米線的方法，包括步驟1)提供一微柵；2)在微柵的表面形成一導(dǎo)電層；3)將納米線置于所述導(dǎo)電層表面，并采用粘合劑將所納米線固定在導(dǎo)電層表面；4)采用掃描電子顯微鏡選擇一單根納米線，拍攝其具體形貌并記錄其尺寸；5)采用陰極熒光測試裝置記錄所述單根納米線不同位置的發(fā)光性質(zhì)，并利用陰極熒光測試裝置的線掃描功能在所述單根納米線上標(biāo)定一第二標(biāo)記；6)采用透射電子顯微鏡記錄所述單根納米線上的第二標(biāo)記處的結(jié)構(gòu)信息。所述步驟2中，所述導(dǎo)電層的材料為金屬或半導(dǎo)體，形成所述導(dǎo)電層的方式為電子蒸鍍或濺射，所述導(dǎo)電層的厚度范圍均為5nm至lOnm。所述步驟6進(jìn)一步包括，所述微柵具有一第一標(biāo)記，透射電子顯微鏡利用微柵中的第一標(biāo)記指認(rèn)出所述單根納米線，再利用透射電子顯微鏡記錄所述單根納米線的第二標(biāo)記處的結(jié)構(gòu)信息。本發(fā)明的優(yōu)點在于，利用特殊的精細(xì)的制樣和測試方法，將TEM獲得的結(jié)構(gòu)信息與SEM -CL獲得發(fā)光性質(zhì)直接聯(lián)系起來，構(gòu)建材料納米結(jié)構(gòu)和材料發(fā)光性質(zhì)間的橋梁。


圖1是本發(fā)明提供的一種納米線原位表征方法的步驟流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的一種納米線原位表征方法的具體實施方式
做詳細(xì)說明。圖1所示為本發(fā)明提供的一種納米線原位表征方法的步驟流程圖，包括步驟 100，提供一微柵；步驟101，在微柵的表面形成一導(dǎo)電層；步驟102，將納米線置于所述導(dǎo)電層表面，并采用粘合劑將所納米線固定在導(dǎo)電層表面；步驟103，采用掃描電子顯微鏡選擇一單根納米線，拍攝其具體形貌并記錄其尺寸；步驟104，采用陰極熒光測試裝置記錄所述單根納米線不同位置的發(fā)光性質(zhì)，并利用陰極發(fā)光測試裝置的線掃描功能在所述單根納米線上標(biāo)定一第二標(biāo)記；步驟105，采用透射電子顯微鏡記錄所述單根納米線上的第二標(biāo)記處的結(jié)構(gòu)信息。所述步驟101中，所述導(dǎo)電層的物質(zhì)為金屬或半導(dǎo)體，形成所述導(dǎo)電層的方式為電子蒸鍍或濺射，本發(fā)明中形成導(dǎo)電性能的物質(zhì)的方式不限于電子蒸鍍和濺射，還包括如 PVD (物理氣相沉積)等。所述具有導(dǎo)電性能的物質(zhì)的厚度范圍均為5nm lOnm。步驟101 中形成具有導(dǎo)電性的物質(zhì)為在TEM表征結(jié)構(gòu)信息做準(zhǔn)備。所述步驟102中，所述粘合劑可以是有機(jī)液體，例如酒精或者丙酮等，利用液體的輔助吸附作用將納米線固定在導(dǎo)電層表面。具體的吸附方法可以是先將納米線分散于帶導(dǎo)電層的微柵上，然后在帶導(dǎo)電層的微柵上滴上適量的酒精或丙酮等，然后紅外燈加熱使液體揮發(fā)，納米線就可以通過液體的表面張力作用更好的被吸附于帶導(dǎo)電層的微柵上。所述步驟103中，采用掃描電子顯微鏡選擇一單根納米線，拍攝其具體形貌并記錄其尺寸，以便于在TEM中找到所述單根納米線。所述微柵還可以進(jìn)一步具有一第一標(biāo)記， 本步驟中掃描電子顯微鏡進(jìn)一步記錄所選擇的單根納米線與第一標(biāo)記的相對位置。所述步驟104中，利用陰極發(fā)光的線掃描功能在所述單根納米線上標(biāo)定一第二標(biāo)記，以便于在TEM原位觀察到所述單根納米線的位置。所述步驟105進(jìn)一步包括，所述微柵具有一第一標(biāo)記，透射電子顯微鏡利用微柵中的第一標(biāo)記指認(rèn)出所述單根納米線，再利用透射電子顯微鏡記錄所述單根納米線的第二標(biāo)記處的結(jié)構(gòu)信息。如果想在樣品的原位獲得更多根納米線的結(jié)構(gòu)與發(fā)光性質(zhì)的組合信息，可重復(fù)步驟100至步驟105。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種原位表征納米線的方法，其特征在于，包括步驟1)提供一微柵；2)在微柵的表面形成一導(dǎo)電層；3)將納米線置于所述導(dǎo)電層表面，并采用粘合劑將所述納米線固定在導(dǎo)電層表面；4)采用掃描電子顯微鏡選擇一單根納米線，拍攝其具體形貌并記錄其尺寸；5)采用陰極熒光測試裝置記錄所述單根納米線不同位置的發(fā)光性質(zhì)，并利用陰極熒光測試裝置的線掃描功能在所述單根納米線上標(biāo)定一第二標(biāo)記；6)采用透射電子顯微鏡記錄所述單根納米線上的第二標(biāo)記處的結(jié)構(gòu)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位表征納米線的方法，其特征在于，所述步驟2中，所述導(dǎo)電層的材料為金屬或半導(dǎo)體，形成所述導(dǎo)電層的方式為電子蒸鍍或濺射，所述導(dǎo)電層的厚度范圍均為5nm至10nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位表征納米線的方法，其特征在于，所述微柵具有一第一標(biāo)記，所述步驟4進(jìn)一步包括掃描電子顯微鏡進(jìn)一步記錄所選擇的單根納米線與第一標(biāo)記的相對位置；所述步驟6進(jìn)一步包括，透射電子顯微鏡利用微柵中的第一標(biāo)記指認(rèn)出所述單根納米線，再利用透射電子顯微鏡記錄所述單根納米線的第二標(biāo)記處的結(jié)構(gòu)信息。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種采用SEM-CL和TEM的原位表征方法，包括步驟1)提供一微柵；2)在微柵的表面形成一導(dǎo)電層；3)將納米線置于所述導(dǎo)電層表面，并采用粘合劑將所納米線固定在導(dǎo)電層表面；4)采用掃描電子顯微鏡選擇一單根納米線，拍攝其具體形貌并記錄其尺寸；5)采用陰極熒光測試裝置記錄所述單根納米線不同位置的發(fā)光性質(zhì)，并利用陰極熒光測試裝置的線掃描功能在所述單根納米線上標(biāo)定一第二標(biāo)記；6)采用透射電子顯微鏡記錄所述單根納米線上的第二標(biāo)記處的結(jié)構(gòu)信息。本發(fā)明利用特殊的精細(xì)的制樣和測試方法，將TEM獲得的結(jié)構(gòu)信息與SEM-CL獲得發(fā)光性質(zhì)直接聯(lián)系起來，構(gòu)建材料納米結(jié)構(gòu)和材料發(fā)光性質(zhì)間的橋梁。
文檔編號G01N23/22GK102539462SQ20111035619
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者徐科, 曾雄輝, 王建峰, 王志高, 蔡德敏, 邱永鑫, 黃增立 申請人:中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所, 蘇州納維科技有限公司