納米薄層解析的新銳器 光譜橢偏成像系統研制成功

在中國科學院重大科研裝備研制項目的資助下，力學所國家微重力實驗室靳剛課題組成功研制出“光譜橢偏成像系統”及其實用化樣機。

該研究是利用高靈敏的光學橢偏測量術，同時結合光譜性能及數字成像技術，具有對復雜二維分布的納米層構薄膜樣品的快速光譜成像定量測量能力。在中科院專家組對儀器性能和各項技術指標進行現場測試的基礎上，4月1日，驗收專家組一致認為：系統為復雜橫向結構的大面積多層納米薄膜樣品的快速表征和物性分析提供了有效手段，是一種納米薄膜三維結構表征的新方法。

光譜橢偏成像系統的特點在于：信息量大，可同時測量大面積樣品上各微區的連續光譜橢偏參數，從而可以獲得相關材料物理參數（如厚度、介電函數、表面微粗糙度、合成材料中的組分比例等）及其空間分布;空間分辨率高，對納米薄膜的縱向分辨和重復性均達到0.1nm、橫向分辨達到微米量級;檢測速度快，單波長下獲得圖像視場內各微區（42萬像素以上）的橢偏參量（ψ和Δ）的采樣時間達到7秒，比機械掃描式光譜橢偏儀提高2-3個量級;結果直觀，形成視場內對比測量，可準確定位和排除偽信號，這是單光束光譜橢偏儀所不具備的;并且系統自動化程度高，操作簡便。

該系統既可應用于單光束光譜橢偏儀所覆蓋的領域，也可應用于單波長或分立波長的橢偏成像儀所涉及的領域，適合同時需要高空間分辨和光譜分辨測量的納米薄膜器件測量的場合，這將為橢偏測量開拓新的應用方向。已成功應用于“863”項目“針對腫瘤標志譜無標記檢測蛋白質微陣列生物傳感器的研制”等研究工作中，并將在微/納制造、生物膜構造、新型電子器件、生物芯片及高密度存儲器件等領域中發揮重要作用。