Sơ đồ nguyên lý thiết bị EBL
Electron beam lithography (EBL) là thuật ngữ tiếng Anh của công nghệ tạo các chi tiết trên bề mặt (các phiến Si...) có kích thước và hình dạng giống như thiết kế bằng cách sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao làm biến đổi các chất cản quang phủ trên bề mặt phiến. Phương pháp này được dịch ra tiếng Việt với tên gọi không chính xác là quang khắc bằng chùm điện tử (tương tự như phương pháp quang khắc truyền thống - photolithography sử dụng ánh sáng tử ngoại để chế tạo. EBL là một công cụ phổ biến trong công nghệ nanô để tạo ra các chi tiết, các linh kiện có kích thước nhỏ với độ chính xác cực cao.
Nguyên lý của EBL
Bề mặt của phiến được phủ một hợp chất hữu cơ gọi là chất cản quang (resist), chất này nhạy cảm với điện tử chiếu vào, và bị thay đổi tính chất dưới tác dụng của chùm điện tử. Sự thay đổi có thể là nó sẽ bị hòa tan trong dung dịch tráng rửa (developer) hoặc không bị hòa tan trong dung dịch tráng rửa.
Nguyên lý 2 phương pháp trong EBL: kỹ thuật liff-off (trái) và kỹ thuật ăn mòn (phải)
Cấu tạo của thiết bị EBL gần giống như một kính hiển vi điện tử quét, có nghĩa là tạo chùm điện tử có năng lượng cao, sau đó khuếch đại và thu hẹp nhờ hệ thấu kính từ, rồi chiếu chùm điện tử trực tiếp lên mẫu cần tạo. Khác với quang khắc truyền thống (photolithography), EBL sử dụng chùm điện tử nên không cần mặt nạ tạo hình mà chiếu trực tiếp chùm điện tử lên bề mặt mẫu, và dùng các cuộn dây để quét điện tử nhằm vẽ ra các chi tiết cần tạo. Chùm điện tử của các EBL mạnh có thể có kích thước từ vài nanomét đến hàng trăm nanomét.
Kỹ thuật lift-off
Từ lift-off có nghĩa là "loại bỏ". Phương pháp này tạo ra phần vật liệu sau khi được tạo hình. Có nghĩa là người ta phủ trực tiếp cản quang dương lên đế, sau đó chiếu điện tử, cản quang này bị biến đổi tính chất, và phần bị chiếu điện tử sẽ bị hòa tan trong dung dịch tráng rửa (developer), giống như quá trình tráng phim ảnh. Sau khi tráng rửa, ta sẽ có các khe có hình dạng của chi tiết muốn tạo. Các vật liệu cần tạo sẽ được bay bốc lên đế bằng các kỹ thuật tạo màng mỏng khác nhau, một phần nằm trong các khe đã tạo hình và một phần nằm trên bề mặt cản quang. Dùng dung môi hữu cơ, hòa tan phần cản quang dư, sẽ loại bỏ cả vật liệu thừa bám trên bề mặt cản quang, chỉ còn lại phần vật liệu có hình dạng như đã tạo.
Kỹ thuật ăn mòn
Trong kỹ thuật ăn mòn (etching), cản quang sẽ có tác dụng bảo vệ phần vật liệu muốn tạo hình. Người ta phủ vật liệu cần tạo nên đế, sau đó phủ chất cản quang rồi đem chiếu điện tử. Cản quang sử dụng là cản quang âm, tức là thay đổi tính chất sao cho không bị rửa trôi sau khi qua dung dịch tráng rửa, có tác dụng bảo vệ phần vật liêu bên dưới. Sau đó cả mẫu sẽ được đưa vào buồng ăn mòn, phần vật liệu không có cản quang sẽ bị ăn mòn và giữ lại phần được bảo vệ, có hình dạng của cản quang. Cuối cùng là rửa cản quang bằng dung môi hữu cơ. Các kỹ thuật ăn mòn thường dùng là ăn mòn khô (dry etching), sử dụng các plasma hoặc hỗn hợp khí có tính phá hủy mạnh (CH4/O2/H2, F2...); hay ăn mòn hóa ướt (dùng các dung dịch hóa chất để hòa tan vật liệu...
Cản quang
Cản quang (resist) là một phần cực kỳ quan trọng của các công nghệ lithography. Cản quang là các chất hữu cơ có tác dụng bao phủ và bảo vệ vật liệu muốn tạo, là các chất không bị rửa trôi hoặc ăn mòn dưới các dung môi như kiềm, axit... nhưng lại có thể bị rửa trôi trong các dung môi hữu cơ, các dung dịch tráng rửa. Có hai loại cản quang được chia theo sự biến đổi về tính chất:
- Cản quang dương (positive resist): Cản quang dương là chất sau khi bị chiếu bởi chùm điện tử sẽ bị hòa tan trong các dung môi rửa. Cản quang này thường dùng cho kỹ thuật lift-off. Các cản quang dương điển hình là PMMA (PolyMethylMethAcrylat - Thủy tinh hữu cơ), hay EBR-9, PBS (Poly Butene-1 Sulphone), ZEP (copolymer of a -chloromethacrylate and a -methylstyrene).
- Cản quang âm (negative resist): Là loại cản quang sau khi chiếu điện tử sẽ không bị hòa tan dưới các dung dịch tráng rửa. Một số loại cản quang âm như COP (epoxy copolymer of glycidyl methacrylate and ethyl acrylate), Shipley Sal... Cản quang âm có vai trò bảo vệ phần vật liệu bên dưới không bị phá hủy bởi quá trình ăn mòn.
Ưu điểm và nhược điểm của EBL so với photolithography
- Vì dùng chùm điện tử nên có khả năng tạo chùm tia hẹp hơn rất nhiều so với ánh sáng, do đó có thể tạo các chi tiết có độ phân giải cao và kích thước nhỏ hơn rất nhiều so với photolithography, đồng thời dễ dàng tạo các chi tiết phức tạp.
- Chùm điện tử có thể điều khiển quét trên bề mặt mẫu bằng cách cuộn dây nên có thể vẽ trực tiếp chi tiết mà không cần mặt nạ như photolithography.
- Phương pháp EBL chậm hơn nhiều so với photolithography.
Lịch sử của EBL
Năm 1959, Richard Feynman có bài phát biểu nổi tiếng "There is a plenty room at the bottom" tại Caltech (California Institute of Technology - Hoc viện Công nghệ California), được coi là mở đầu cho kỷ nguyên công nghệ nanô, và chỉ hai tháng sau đó, Monllenstedt và Spiedel đã công bố công nghệ chế tạo các cấu trúc có đường kích nhỏ tới 100 nm sử dụng công nghệ khắc chùm điện tử - electron beam lithography bắt đầu bước vào cuộc chiến khoa học và công nghệ. Thực chất, công nghệ electron beam lithography chỉ phát triển thực sự từ những năm 60 của thế kỷ 20, với việc phát triển các kỹ thuật về tạo chùm điện tử hẹp, chế tạo ra các chất làm resist có tính chất biến đổi mạnh dưới tác dụng của chùm điện tử (mà phổ biến là PMMA - PolyMethylMethAcrylat hay "thủy tinh hữu cơ").
👁️
1 | 🔗 | 💖 | ✨ | 🌍 | ⌚
Sơ đồ nguyên lý thiết bị EBL **Electron beam lithography** (EBL) là thuật ngữ tiếng Anh của công nghệ tạo các chi tiết trên bề mặt (các phiến Si...) có kích thước và hình dạng
**Quang khắc** hay **photolithography** là kỹ thuật sử dụng trong công nghệ bán dẫn và công nghệ vật liệu nhằm tạo ra các chi tiết của vật liệu và linh kiện với hình dạng và
**Kính hiển vi điện tử truyền qua** (tiếng Anh: _transmission electron microscopy_, viết tắt: TEM) là một thiết bị nghiên cứu vi cấu trúc vật rắn, sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao
**Kính hiển vi điện tử quét** (tiếng Anh: **_scanning electron microscope_**, thường viết tắt là _SEM_), là một loại kính hiển vi điện tử có thể tạo ra ảnh với độ phân giải cao của
Nguyên lý của kỹ thuật chùm iôn hội tụ 2 chùm tia: một chùm iôn để thao tác, một chùm [[electron|điện tử hẹp để ghi lại ảnh quá trình thao tác]] **Chùm iôn hội tụ**
**Nhiễu xạ điện tử** là hiện tượng sóng điện tử nhiễu xạ trên các mạng tinh thể chất rắn, thường được dùng để nghiên cứu cấu trúc chất rắn bằng cách dùng một chùm điện
Nguyên lý của STEM: Sử dụng một chùm điện tử hẹp quét trên mẫu. **Kính hiển vi điện tử truyền qua quét** (tiếng Anh: Scanning transmission electron microscopy, viết tắt là **STEM**) là một dạng
Sơ đồ nguyên lý cấu trúc của một hệ ghi toàn ảnh điện tử **Toàn ảnh điện tử** hay **Toàn ký điện tử** là một kỹ thuật phân tích cấu trúc điện từ của vật
[[Kính hiển vi điện tử truyền qua]] **Kính hiển vi điện tử** là tên gọi chung của nhóm thiết bị quan sát cấu trúc vi mô của vật rắn, hoạt động dựa trên nguyên tắc
Sơ đồ nguyên lý sự tạo ảnh độ phân giải cao trong TEM.**_Hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao_** (thường được viết tắt là **_HRTEM_** xuất phát từ thuật ngữ tiếng Anh
thumb|Cấu trúc của E-TEM _Kính hiển vi điện tử truyền qua môi trường_ (Tiếng Anh: _Environmental transmission electron microscope_, viết tắt là _ETEM_ hay _E-TEM_) là một thể loại kính hiển vi điện tử truyền
thumb|right|Quang học nghiên cứu hiện tượng [[tán sắc của ánh sáng.]] **Quang học** là một ngành của vật lý học nghiên cứu các tính chất và hoạt động của ánh sáng, bao gồm tương tác
**Sản xuất bồi đắp bằng chùm tia điện tử**, hoặc **chùm tia điện tử nóng chảy (EBM)** là một loại sản xuất bồi đắp, hay in 3D, cho các bộ phận kim loại. Nguyên liệu
**Electron** hay **điện tử**, là một hạt hạ nguyên tử, có ký hiệu là hay , mà điện tích của nó bằng trừ một điện tích cơ bản. Các electron thuộc về thế hệ thứ
Cấu trúc cắt ngang của một thấu kính từ sử dụng trong [[kính hiển vi điện tử truyền qua.]] **_Thấu kính từ_** (tiếng Anh: _Magnetic lens_) là một loại thấu kính hay một loại thiết
Ảnh cấu trúc đômen của màng mỏng [[permalloy chụp trên kính hiển vi điện tử truyền qua Philips CM20 ở chế độ Fresnel, cho tương phản về các vách đômen 90o và các gợn sóng.]]
liên_kết=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Fiber_optic_illuminated.jpg|nhỏ|Cáp quang [[TOSLINK có vỏ bọc trong suốt. Những loại cáp này chủ yếu được sử dụng để kết nối âm thanh kỹ thuật số giữa các thiết bị.]] **Cáp sợi quang**, còn được gọi
phải|Hiệu ứng quang điện nhỏ|Heinrich Rudolf Hertz nhỏ|Alexander Stoletov **Hiệu ứng quang điện** là một hiện tượng điện - lượng tử, trong đó các điện tử được thoát ra khỏi nguyên tử (quang điện trong)
**Nhiễu xạ điện tử tán xạ ngược** (**EBSD**) là một kỹ thuật sử dụng máy quét điện tử (SEM) để nghiên cứu cấu trúc tinh thể của các vật liệu. EBSD được thực hiện trên
**Quang tử học** là ngành khoa học kĩ thuật nghiên cứu về phát và điều khiển ánh sáng, đặc biệt là việc sử dụng ánh sáng để mang thông tin. Vì nó đã vượt ra
**Epitaxy chùm phân tử** (tiếng Anh: _Molecular beam epitaxy_, viết tắt là _MBE_) là thuật ngữ chỉ một kỹ thuật chế tạo màng mỏng bằng cách sử dụng các chùm phân tử lắng đọng trên
Khái niệm **Một chiều** trong kỹ thuật điện là để nói đến dòng chuyển dời đồng hướng của các hạt mang điện trong môi trường dẫn điện, như dây dẫn. **Điện một chiều** thường được
thumb|Nguyên lý tạo ảnh trường tối ở kính hiển vi quang học ánh sáng ở chế độ truyền qua và phản xạ,|406x406px **Trường tối** (tiếng Anh: _dark-field microscopy_) là một phương pháp chụp ảnh hiển
thumb|Một [[hào quang 22° quanh Mặt Trăng ở Atherton, CA.]] **Hiện tượng quang học** là bất kỳ sự kiện nào quan sát được là kết quả của sự tương tác giữa ánh sáng khả kiến
thumb|upright=1.3|Các [[hàm sóng của electron trong một nguyên tử hydro tại các mức năng lượng khác nhau. Cơ học lượng tử không dự đoán chính xác vị trí của một hạt trong không gian, nó
**Tử Cấm Thành** () là một khu phức hợp cung điện ở khu Đông Thành thuộc Bắc Kinh, Trung Quốc, với tổng diện tích 720.000 mét vuông (180 mẫu). Dù là khu phức hợp cung
**Công nghệ nano** là việc sử dụng vật chất ở quy mô nguyên tử, phân tử và siêu phân tử cho các mục đích công nghiệp. Mô tả phổ biến sớm nhất về công nghệ
thế=Một vầng hào quang 22° quanh Mặt Trời, được nhìn thấy trước trại cơ sở Annapurna, Annapurna, Nepal.|nhỏ|347x347px|Một vầng hào quang 22° quanh Mặt Trời, được nhìn thấy trước trại cơ sở Annapurna, [[Annapurna, Nepal.]]
Nguyên lý của phép phân tích EDX: Khi chùm [[electron|điện tử có năng lượng cao tương tác với các lớp vỏ điện tử bên trong của nguyên tử vật rắn, phổ tia X đặc trưng
Hình ảnh các đường Kikuchi trong mẫu đơn tinh thể saphire lục giác Al2O3 thu được khi cho chùm điện tử 300 keV tán xạ trên tinh thể. **_Đường Kikuchi_** (tiếng Anh: _Kikuchi lines_, hoặc
Sơ đồ khối nguyên lý của kỹ thuật DPC **_DPC_** là chữ viết tắt của _Differential Phase Contrast_, dịch sang tiếng Việt có nghĩa là _Tương phản pha vi sai_) là kỹ thuật chụp ảnh
nhỏ|phải|Hematit: Loại quặng sắt chính trong các mỏ của Brasil. nhỏ|phải|Kho dự trữ quặng sắt vê viên này sẽ được sử dụng trong sản xuất [[thép.]] **Quặng sắt** là các loại đá và khoáng vật
**Tượng Nữ thần Tự do** (; tên đầy đủ là **Nữ thần Tự do Soi sáng Thế giới**; ; ) là một tác phẩm điêu khắc bằng đồng theo phong cách tân cổ điển với
thumb|Spectrophotometer **Quang phổ kế** (Spectrophotometer) là các thiết bị hoạt động dựa trên _phân tích quang phổ_ của ánh sáng, nhằm thu được các thông tin về thành phần, tính chất hay trạng thái của
nhỏ|phải|Hình ảnh chụp X quang tay đeo [[nhẫn của nhà giải phẫu, nhà sinh lý học, nhà mô học người Thụy Sĩ Albert von Kölliker, chụp bởi Röntgen]] thế=X-quang hoặc phổi người|nhỏ|X-quang của phổi người
**Phép quang trắc** (tiếng Anh: _Photogrammetry_) là sự thực hành việc xác định các thuộc tính hình học của các vật thể từ các hình nhiếp ảnh/ảnh chụp. Phép quang trắc cũng lâu đời nhưthuật
nhỏ|Hình ảnh minh họa nguyên tử heli. Trong hạt nhân, proton có màu hồng và neutron có màu tía **Hạt nhân nguyên tử** là cấu trúc vật chất đậm đặc chiếm khối lượng chủ yếu
TINH DẦU BƯỞI DA XANH KÍCH THÍCH MỌC TÓC - DƯỠNG TÓC- GIẢM RỤNG TÓC 100% TỪ THIÊN NHIÊNBạn có biết?Đa số các sản phẩm tinh dầu bưở ikích thích mọc tóc hiện nay trên
TINH DẦU BƯỞI DA XANH KÍCH THÍCH MỌC TÓC - DƯỠNG TÓC- GIẢM RỤNG TÓC 100% TỪ THIÊN NHIÊNBạn có biết?Đa số các sản phẩm tinh dầu bưởi kích thích mọc tóc hiện nay trên
Trong vật lý **phần tử mang điện** hay **phần tử tải điện** là phần tử hoặc hạt tự do di chuyển và có mang điện tích. Ví dụ các phần tử mang điện như điện
thumb|Điện thế cao có thể dẫn đến [[sự cố điện, kết quả là tia lửa điện như mô phỏng bởi các sợi Plasma bắn ra từ một cuộn dây Tesla.]] **Điện cao thế** (hay còn
**Quang học Fourier** là một phân ngành của quang học xem xét ánh sáng, hay bức xạ điện từ nói chung, trong tính chất sóng của chúng, dựa trên cơ sở phân tích các sóng
**Tốc độ ánh sáng** trong chân không, ký hiệu là , là một hằng số vật lý cơ bản quan trọng trong nhiều lĩnh vực vật lý. Nó có giá trị chính xác bằng 299.792.458 m/s
**Photon** hay **quang tử** (, phōs, ánh sáng; tiếng Việt đọc là _phô tông_ hay _phô tôn_) là một loại hạt cơ bản, đồng thời là hạt lượng tử của trường điện từ và ánh
nhỏ|phải|Một [[trạm phát sóng truyền hình tại Hồng Kông]] **Truyền hình**, hay còn được gọi là **tivi** (_TV_) hay **vô tuyến truyền hình** (truyền hình không dây), **máy thu hình**, **máy phát hình**, hay **vô
**Kính hiển vi** là một thiết bị phục vụ cho mục đích khoa học dùng để quan sát các vật thể có kích thước nhỏ bé mà mắt thường không thể quan sát được bằng
**Laser electron tự do** (tiếng Anh là Free Electron Laser, viết tắt FEL) là một loại laser có khả năng đổi màu (tunability) và tính phát quang đồng pha (coherent radiation) theo một nguyên tắc
MÁY ĐO NỒNG ĐỘ OXY TRONG MÁU SPO2 Máy Đo Nồng Độ Oxy Spo2 - Medally được sử dụng thông qua đầu ngón tay. Bằng công nghệ quang điện tiên tiến, thông qua xung điện
nhỏ|Starfire Optical Range - three lasers into space Một **vũ khí năng lượng định hướng** (**Directional Energy Weapon**) là một vũ khí tầm xa gây thiệt hại cho mục tiêu của nó bằng tập trung
nhỏ|Hình minh họa [[quang học trường gần, với sự nhiễu xạ của ánh phát phát ra từ sợi dò của **kính hiển vi quang học quét trường gần**, cho thấy bước sóng ánh sáng và