【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及。
技术介绍
离子能够使用例如液态金属离子源或气体场离子源而形成。在一些实例 中，通过离子源形成的离子能够用于确定被暴露于离子的样品的某些特性， 或修改样品。在另外的实例中，通过离子源所形成的离子能够用于确定离子 源自身的某些特性。
技术实现思路
在一方面中，本专利技术的特征为一种包括气体场离子源的系统，所述气体场离子源能够与气体相互作用从而产生在样品的表面具有10nm或更小的尺 寸的斑点尺寸的离子束。在另一方面中，本专利技术的特征为一种包括气体场离子源的系统，所述气 体场离子源能够与气体相互作用从而产生在样品的表面具有3 nm或更小的 尺寸的斑点尺寸的离子束。在又一方面中，本专利技术的特征为一种包括气体场离子源的系统，所述气 体场离子源能够与气体相互作用从而产生在样品的表面具有1 x 109A/cm2sr 或更大的亮度的离子束。在另外的方面中，本专利技术的特征为一种包括气体场离子源的系统，所述 气体场离子源能够与气体相互作用从而产生具有在样品的表面具有5 x108A/m2srV或更大的减小的亮度的离子束。在一方面中，本专利技术的特征为一种包括气体场离子源...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，包括能够与气体相互作用从而产生在样品的表面具有10nm或更小尺寸的斑点尺寸的离子束的气体场离子源。2. 根据权利要求l的系统，其中在样品表面的所述斑点尺寸是9nm或 更小。3. 根据权利要求l的系统，其中在样品表面的所述斑点尺寸是8nm或 更小。4. 根据权利要求l的系统，其中在样品表面的所述斑点尺寸是0.05nm 或更大。5. 根据权利要求l的系统，其中在样品表面的所述斑点尺寸是O.l nm 或更大。6. 根据权利要求l的系统，其中所述离子束在样品表面具有5mrad或 更小的会聚半角。7. 根据权利要求1的系统，其中所述离子束在样品表面具有1 nA或更 小的离子束流。8. 根据权利要求7的系统，其中在样品表面的离子束流为0.1 fA或更大。9. 根据权利要求l的系统，其中在样品表面的离子束流为0.1 fA或更大。10. 根据权利要求1的系统，其中所述离子束在样品表面具有5 eV或 更小的能量散布。11. 根据权利要求l的系统，还包括样品，其中所述气体场离子源包括 导电尖端，并且样品的表面距所述导电尖端5cm或更远。12. 根据权利要求l的系统，其中所述系统是气体场离子显微镜。13. 根据权利要求l的系统，其中所述系统是氦离子显微镜。14. 根据权利要求l的系统，其中所述系统是扫描气体场离子显微镜。15. 根据权利要求l的系统，其中所述系统是扫描氦离子显微镜。16. 根据权利要求l的系统，还包括离子光学器件，配置使得所述离子 束中至少一些离子在到达所述样品之前穿过所述离子光学器件。17. 根据权利要求16的系统，其中所述离子光学器件包括电极和孔径，所述孔径被配置，以便避免所述离子束中的一些离子到达样品的表面。18. 根据权利要求l的系统，还包括一机构，所述气体场离子源包括导 电尖端，所述机构被耦合至所述气体场离子源，使得所述机构可以平移所述 导电尖端、倾斜所述导电尖端或两者。19. 根据权利要求l的系统，其中所述气体场离子源包括导电尖端，该 导电尖端包括选自由鴒、碳、钽、铱、铼、铌、铂和钼构成的组的材料。20. 根据权利要求1的系统，其中所述气体场离子源包括W ( 111 )尖端。21. 根据权利要求20的系统，其中所述W ( 111 )尖端具有是三聚物的 原子端层。22. 根据权利要求l的系统，其中所述气体场离子源具有包括一或更多 原子的原子端层，并且到达样品表面的离子束中的70%或更多的离子通过气 体与原子端层的一或更多的所述原子的单个原子的相互作用而产生。23. 根据权利要求l的系统，还包括热耦合至所述气体场离子源的冷却 剂源，使得在所述气体场离子源的工作期间，所述气体场离子源的温度是5K 或更高。24. 根据权利要求l的系统，还包括热耦合至所述气体场离子源的低温 致冷源，使得在所述气体场离子源的工作期间，所述气体场离子源的温度是 5K或更高。25. 根据权利要求l的系统，其中所述气体场离子源包括具有端层的导 电尖端，该端层具有20或更少原子。26. —种系统，包括能够与气体相互作用从而产生在样品的表面具有3nm或更小的尺寸的 斑点尺寸的离子束的离子源。27. 根据权利要求26的系统，其中在所述样品表面所述离子束的斑点 尺寸的大小是2nm或更小。28. 根据权利要求26的系统，其中在所述样品表面所述离子束的斑点 尺寸的大小是1 nm或更小。29. 根据权利要求26的系统，其中在所述样品表面所述离子束的斑点 尺寸的大小是0.05 nm或更大。30. 根据权利要求26的系统，其中在所述样品表面所述离子束的斑点 尺寸的大小是O.l nm或更大。31. 根据权利要求26的系统，其中所述离子束在所述样品表面具有5 mrad或更小的会聚半角。32.根据权利要求26的系统其中所述离子束在所述样品表面具有lnA 或更小的离子束流。33. 根据权利要求32的系统，其中在所述样品表面的所述离子束流是 0.1 fA或更大。34. 根据权利要求26的系统，其中在所述样品表面的所述离子束流是 0.1 fA或更大。35. 根据权利要求26的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具有5 eV或更小的能量散布。36. 根据权利要求26的系统，还包括所述样品，其中所述离子源包括 导电尖端，并且所述样品的表面距离所述导电尖端5cm或更远。37. 根据权利要求26的系统，其中所述系统是气体场离子显微镜。38. 根据权利要求26的系统，其中所述系统是氦离子显微镜。39. 根据权利要求26的系统，其中所述系统是扫描气体场离子显微镜。40. 根据权利要求26的系统，其中所述系统是扫描氦离子显微镜。41. 根据权利要求26的系统，还包括离子光学器件，配置使得在所述 离子束中至少一些离子在到达所述样品之前穿过所述离子光学器件。42.根据权利要求41的系统，其中所述离子光学器件包括电极和孔径， 所述孔径被配置以便避免所述离子束中的一些离子到达所述样品的表面。43. 根据权利要求26的系统，还包括一机构，所述离子源包括导电尖 端，所述机构被耦合至所述离子源使得所述机构可以平移所述导电尖端、倾 斜所述导电尖端、或两者。44. 根据权利要求26的系统，其中所述离子源包括导电尖端，该导电 尖端包括选自由鴒、碳、钽、铱、铼、铌、铂和钼构成的组的材料。45. 根据权利要求26的系统，其中所述离子源包括W(lll)尖端。46. 根据权利要求45的系统，其中所述W(lll)尖端具有是三聚物的 端层。47.根据权利要求26的系统，其中所述离子源具有包含一或更多原子 的原子端层，并且到达样品表面的离子束中的70 %或更多的的离子通过气体 与原子端层的一或更多的原子的单个原子的相互作用而产生。48.根据权利要求26的系统，还包括热耦合至所述离子源的冷却剂源， 使得在离子源的工作期间所述离子源的温度是5K或更高。49. 根据权利要求26的系统，还包括热耦合至所述离子源的低温致冷 源，使得在所述离子源的工作期间所述离子源的温度是5K或更高。50. 根据权利要求26的系统，其中所述离子源包括具有端层的导电尖 端，该端层具有20或更少原子。51. —种系统，包括能够与气体相互作用从而产生样品表面具有1 x 1(^A/cm、r或更大的亮 度的离子束的气体场离子源。52.根据权利要求51的系统，其中所述离子源在所述样品的表面具有1 x 10A/cm2sr或更大的亮度。53. 根据权利要求51的系统，其中所述离子束在样品的所述表面具有1 x 10A/cm2sr或更大的亮度。54. 根据权利要求51的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具有 10 nm或更小尺寸的斑点尺寸。55. 根据权利要求51的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具有1 nA或更小的离子束流。56. 根据权利要求55的系统其中在所述样品表面的所述离子束流是O.l fA或更大。57. 根据权利要求51的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具有5 eV或更小的能量散布。58. 根据权利要求51的系统，还包括所述样品，其中所述气体场离子 源包括导电尖端，并且所述样品的表面距所述导电尖端5cm或更远。59. 根据权利要求51的系统，其中所述系统是气体场离子显微镜。60. 根据权利要求51的系统，其中所述系统是氦离子显微镜。61. 根据权利要求51的系统，其中所述系统是扫描气体场离子显微镜。62. 根据权利要求51的系统，其中所述系统是扫描氦离子显微镜。63.根据权利要求51的系统，还包括离子光学器件，配置使得所述离子束中至少一些离子在到达所述样品之前穿过所述离子光学器件。64.根据权利要求63的系统，其中所述离子光学器件包括电极和孔径， 所述孔径被配置，以便避免所述离子束中的一些离子到达样品的表面。65. 根据权利要求51的系统，还包括一机构，所述气体场离子源包括 导电尖端，所述机构被耦合至气体场离子源使得所述机构可以平移导电尖 端、倾斜导电尖端、或两者。66. 根据权利要求51的系统，其中所述气体场离子源包括导电尖端， 该导电尖端包括选自由钨、碳、钽、铱、铼、铌、铂和钼构成的组的材料。67. 根据权利要求51的系统，其中所述气体场离子源包括W ( 111 )尖端。68. 根据权利要求67的系统，其中所述W(111)尖端具有是三聚物的原 子端层。69. 根据权利要求51的系统，其中所述气体场离子源具有包含一或更 多原子的原子端层，并且到达样品表面的离子束中的70%或更多的的离子通 过气体与原子端层的一或更多的原子的单个原子的相互作用而产生。70. 根据权利要求51的系统，还包括热耦合至所述离子源的冷却剂源， 使得在离子源的工作期间所述离子源的温度是5K或更高。71. 根据权利要求51的系统，还包括热耦合至所述离子源的低温致冷 源，使得在所述离子源的工作期间所述离子源的温度是5K或更高。72.根据权利要求51的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具有5 mrad或更小的会聚半角。73. 根据权利要求51的系统，其中所述气体场离子源包括具有端层的 导电尖端，该端层具有20或更少的原子。74. —种系统，包括能够与气体相互作用以便产生在样品的表面具有5 x 108 A/m2srV或更 大的减小的亮度的离子束的气体场离子源。75. 根据权利要求74的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具有1 x 109 A/m^rV或更大的减小的亮度。76. 根据权利要求74的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具有1 x 101Q A/m、rV或更大的减小的亮度。77. 根据权利要求74的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具有1 x 1()9A/cm2sr或更大的亮度。78. 根据权利要求74的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具有 10 nm或更小尺寸的斑点尺寸。79. 根据权利要求74的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具有1 nA或更小的离子束流。80. 根据权利要求79的系统，其中在所述样品的表面的所述离子束流 是O.l fA或更大。81. 根据权利要求74的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具有5 eV或更小的能量散布。82. 根据权利要求74的系统，还包括样品，其中所述气体场离子源包 括导电尖端，并且所述样品的表面距所述导电尖端5 cm或更远。83. 根据权利要求74的系统，其中所述系统是气体场离子显微镜。84，根据权利要求74的系统，其中所述系统是氦离子显微镜。85. 根据权利要求74的系统，其中所述系统是扫描气体场离子显微镜。86. 根据权利要求74的系统，其中所述系统是扫描氦离子显微镜。87. 根据权利要求74的系统，还包括离子光学器件，配置使得所述离 子束中的至少一些离子在到达样品之前穿过所述离子光学器件。88.根据权利要求87的系统，其中所述离子光学器件包括电极和孔径， 所述孔径被配置以便避免所述离子束中的一些离子到达所述样品的表面。89. 根据权利要求74的系统，还包括一机构，所述气体场离子源包括 导电尖端，所述机构被耦合至所述气体场离子源使得所述机构可以平移所述 导电尖端、倾斜所述导电尖端或两者。90. 根据权利要求74的系统，其中所述气体场离子源包括导电尖端， 该导电尖端包括选自由钨、碳、钽、铱、铼、铌、铂和钼构成的组中的材料。91. 根据权利要求74的系统，其中所述气体场离子源包括W ( 111 )尖二山祸。92. 根据权利要求91的系统，其中所述W ( 111 )尖端具有是三聚物的 原子端层。93. 根据权利要求74的系统，其中所述气体场离子源具有包含一或更 多原子的原子端层，并且到达样品表面的离子束中的70%或更多的的离子通 过气体与原子端层的一或更多的原子的单个原子的相互作用而产生。94. 根据权利要求74的系统，还包括热耦合至气体场离子源的冷却剂 源，使得在所述离子源的工作期间，所述离子源的温度是5K或更高。95. 根据权利要求74的系统，还包括热耦合至气体场离子源的低温致 冷源，使得在所述离子源的工作期间，所述离子源的温度是5K或更高。96.根据权利要求74的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具有5 mrad或更小的会聚半角。97. 根据权利要求74的系统，其中所述气体场离子源包括端层的导电 尖端，该端层具有20或更少原子。98. —种系统，包括能够与气体相互作用以便产生具有5 x l(T21cm2sr或更小的etendue的离 子束的气体场离子源。99.根据权利要求98的系统其中所述etendue是1 x l(T22cm2sr或更小。100. 根据权利要求98的系统，其中所述etendue是1 x 10-23cm2sr或更小。101. 根据权利要求98的系统，其中所述etendue是1 x 1 (T24cm2sr或更小。102. 根据权利要求98的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具有 5 x 1()8A/m2srV或更大的减小的亮度。103. 根据权利要求98的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具有 1 x 1()9A/cm2sr或更大的亮度。104.根据权利要求98的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具有 10 nm或更小的尺寸的斑点尺寸。105. 根据权利要求98的系统，其中所述离子束在样品的表面具有1 nA 或更小的离子束流。106. 根据权利要求105的系统，其中在样品的表面的所述离子束流是 0.1 fA或更大。107. 根据权利要求98的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具有 5eV或更小的能量散布。108. 根据权利要求98的系统，还包括样品，其中所述气体场离子源包 括导电尖端，并且所述样品的表面距所述导电尖端5 cm或更远。109. 根据权利要求98的系统，其中所述系统是气体场离子显微镜。110. 根据权利要求98的系统，其中所述系统是氦离子显微镜。111. 根据权利要求98的系统，其中所述系统是扫描气体场离子显微4t112. 根据权利要求98的系统，其中所述系统是扫描氦离子显微镜。113. 根据权利要求98的系统，还包括离子光学器件，配置使得所述离 子束中至少一些离子在到达所述样品之前穿过所述离子光学器件。114. 根据权利要求113的系统，其中所述离子光学器件包括电极和孔 径，所述孔径被配置，以便避免所述离子束中的一些离子到达所述样品的表 面115. 根据权利要求98的系统，还包括一机构，所述气体场离子源包括 导电尖端，所述机构被耦合至所述气体场离子源，使得所述机构可以平移所 述导电尖端、倾斜所述导电尖端或两者。116. 根据权利要求98的系统，其中所述气体场离子源包括导电尖端， 该导电尖端包括选自由钨、碳、钽、铱、铼、铌、铂和钼构成的组的材料。117. 根据权利要求98的系统，其中所述气体场离子源包括W ( 111 ) 尖端。118. 根据权利要求117的系统，其中所述W(lll)尖端具有是三聚物 的原子端层。119. 根据权利要求98的系统，其中所述离子源具有包含一或更多原子 的原子端层，并且到达样品表面的离子束中的70%或更多的的离子通过气体 与原子端层的一或更多的原子的单个原子的相互作用而产生。120.根据权利要求98的系统还包括热耦合至所述离子源的冷却剂源， 使得在离子源的工作期间所述离子源的温度是5K或更高。121.根据权利要求98的系统，还包括热耦合至所述离子源的低温致冷 源，使得在所述离子源的工作期间所述离子源的温度是5K或更高。122.根据权利要求98的系统其中所述离子束具有在样品的表面5mrad 或更小的会聚半角。123.根据权利要求98系统，其中所述气体场离子源包括具有端层的导 电尖端，该端层具有20或更少的原子。124. —种系统，包括能够与气体相互作用以便产生具有1 x 10cm、rV或更小的减小的125. 根据权利要求124的系统， 10—cm^rV或更小。其中所述减小的etendue是1 x126. 根据权利要求124的系统， 10-cm、rV或更小。其中所述减小的etendue是1 x127. 根据权利要求124的系统, 109cm2srV或更小。其中所述减小的etendue是1 x128. 根据权利要求124的系统， 有5 x 10-21cm2sr或更小的etendue。其中所述离子束在所述样品的表面具129. 根据权利要求124的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具 有5 x 108 A/m2 srV或更大的减小的亮度。130. 根据权利要求124的系统，其中所述离子束在样品的表面具有1 x 109 A/cm2sr或更大的亮度。131. 根据权利要求124的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具 有10nm或更小的尺寸的斑点尺寸。132.根据权利要求124的系统其中所述离子束在样品的表面具有1 nA 或更小的离子束流。133. 根据权利要求132的系统，其中在样品的表面的所述离子束流是 0.1 fA或更大。134. 根据权利要求124的系统，其中所述离子束在所述样品的表面具 有5eV或更小的能量散布。135. 根据权利要求124的系统，还包括样品，其中所述气体场离子源 包括导电尖端，并且所述样品的表面距所述导电尖端5cm或更远。136. 根据权利要求124的系统，其中所述系统是气体场离子显微镜。137. 根据权利要求124的系统，其中所述系统是氦离子显微镜。138. 根据权利要求124的系统，其中所述系统是扫描气体场离子显微镜。139. 根据权利要求124的系统，其中所述系统是扫描氦离子显微镜。etendue的离子束的气体场离子源。140. 根据权利要求124的系统，还包括离子光学器件，配置使得所述 离子束中至少一些离子在到达所述样品之前穿过所述离子光学器件。141. 根据权利要求140的系统，其中所述离子光学器件包括电极和孔 径，所述孔径被配置，以便避免所述离子束中的一些离子到达所述样品的表面。142. 根据权利要求124的系统，还包括一机构，所述气体场离子源包 括导电尖端，所述机构被耦合至所述气体场离子源，使得所述机构可以平移 所述导电尖端、倾斜所述导电尖端或两者。143. 根据权利要求124的系统，其中所述气体场离子源包括导电尖端， 该导电尖端包括选自由鸽、碳、钽、铱、铼、铌、铂和钼构成的组的材料。144. 根据权利要求124的系统，其中所述气体场离子源包括W ( 111 ) 尖端。145. 根据权利要求144的系统，其中所述W ( 111 )尖端具有是三聚物 的原子端层。146. 根据权利要求124的系统，其中所述离子源具有包含一或更多原 子的原子端层，并且到达样品表面的离子束中的70%或更多的的离子通过气 体与原子端层的一或更多的原子的单个原子的相互作用而产生。147. 根据权利要求124的系统，还包括热耦合至所述离子源的冷却剂 源，使得在离子源的工作期间所述离子源的温度是5 K或更高。148. 根据权利要求124的系统，还包括热耦合至所述离子源的低温致 冷源，使得在所述离子源的工作期间所述离子源的温度是5K或更高。149. 根据权利要求124的系统，其中所述离子束具有在样品的表面5 mrad或更小的会聚半角。150. 根据权利要求124系统，其中所述气体场离子源包括具有端层的 导电尖端，该端层具有20或更少的原子。151. —种系统，包4舌 包括导电尖端的气体场离子源，其中所述气体场离子源能够与气体相互作用以便在一周或更长的时间 周期产生离子束，而不需从所述系统去除所述导电尖端。152. 根据权利要求151的系统，...
【专利技术属性】
技术研发人员：比利·W·沃德，约翰·A·诺特四世，路易斯·S·法卡斯三世，兰德尔·G·珀西瓦尔，雷蒙德·希尔，
申请(专利权)人：阿利斯公司，
类型：发明
国别省市：
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