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原文传递一种深亚波长立体表征光子器件光学辐射信号的方法

专利名称：	一种深亚波长立体表征光子器件光学辐射信号的方法
摘要：	本发明公开了一种深亚波长立体表征光子器件光学辐射信号的方法，利用电子束在不同加速电压下穿透深度不同和主要作用区域不同的特点，使用不同能量的电子束入射光子器件样品，并通过扫描电子显微镜进行x‑y平面扫描，收集阴极发光信号，在深亚波长尺度表征光子器件样品不同深度(z)不同区域(x‑y)的光学辐射信号。该方法利用电子‑物质‑光子之间相互作用的不同机制，助力纳米级光子器件光学辐射信号的立体表征，促进光子器件及光电混合器件的发展。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京大学
发明人：	方哲宇;何霄;党郅博;黄逸婧
专利状态：	有效
申请日期：	2023-06-20T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-07T00:00:00+0800
申请号：	CN202310732878.3
公开号：	CN117007565A
代理机构：	北京万象新悦知识产权代理有限公司
代理人：	李稚婷
分类号：	G01N21/64;G01N21/17;G01N21/01;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/64;G01N21/17;G01N21/01
申请人地址：	100871 北京市海淀区颐和园路5号
主权项：	1.一种深亚波长立体表征光子器件光学辐射信号的方法，利用电子束在不同加速电压下穿透深度不同和主要作用区域不同的特点，使用不同能量的电子束入射光子器件样品，并通过扫描电子显微镜进行x-y平面扫描，收集阴极发光信号，在深亚波长尺度表征光子器件样品不同深度(z)不同区域(x-y)的光学辐射信号。 2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用扫描电子显微镜系统和阴极发光系统实现光子器件光学辐射信号的立体表征，其中，所述阴极发光系统包括一半抛物面镜、光信号收集光路和光电信号转换器；扫描电子显微镜系统发射电子束并聚焦到待测样品表面，待测样品表面位于半抛物面镜的焦点处，所述半抛物面镜收集样品辐射出的阴极发光信号，并以平行光反射进入光信号收集光路，由光电信号转换器进行收集和信号转化。 3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过下述步骤实现光子器件光学辐射信号的立体表征： 1)利用软件构建待测光子器件样品的结构，模拟不同加速电压下电子束的穿透效果，获得该样品电子束穿透深度与加速电压间的关系； 2)明确检测波长； 3)将待测样品送入扫描电子显微镜的真空腔，首先选用高加速电压下电子束，在样品表面某角落调节聚焦清晰，而后将阴极发光系统的半抛物面镜伸入真空腔，并调节半抛物面镜焦点与电子束焦点重合； 4)更换加速电压，重新调节半抛物面镜焦点与电子束焦点重合，进行x-y平面的阴极发光扫描成像，获得深亚波长尺度分辨的荧光图像； 5)更换为其他加速电压，重复步骤4)，结合步骤1)获得的电子束穿透深度与加速电压间的关系分析待测样品不同深度处的荧光信号，获得样品不同深度(z)不同区域(x-y)的光学辐射信号。 4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括步骤6)重复步骤2)至5)，获得不同波长下的待测样品不同深度(z)不同区域(x-y)的光学辐射信号。 5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1)使用Casino软件构建待测光子器件样品的结构，然后利用蒙特卡洛模拟方法模拟不同加速电压下电子束的穿透效果。 6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述高加速电压为30kV，步骤4)和5)更换的加速电压范围为500V～30kV。 7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤4)中，通过半抛物面镜将阴极发光信号以平行光反射进入收集光路，然后选择下述方式之一获得单一波长的阴极发光信号：A.在光路中放置滤色片，透过的光通过光电倍增管转换为电信号，再传输到电脑进行分析； B.在光路中设置衍射光栅分光，通过控制光栅的旋转角度结合出射狭缝选择一个波长范围出射，再通过光电倍增管将光信号转换为电信号，传输给电脑进行分析。
所属类别：	发明专利