基于GHz弹性板共振的频域激光超声显微术用于纳米层厚度成像
仪器与探测器
2025-12-02 v2 材料科学
应用物理
经典物理
光学
摘要
纳米层厚度成像对于基本研究和微型制造器件的表征至关重要。本文评估了一种非接触光声频域激光超声（FreDomLUS）显微技术，用于通过GHz零群位（ZGV）弹性板共振成像纳米厚度变化。该方法利用ZGV的横向能量约束，导致共振峰呈锐利状态，可通过FreDomLUS技术在GHz声学频率下有效探测。为演示目的，我们在约1.7 GHz设计频率的固态挂载 Bulk-声学波共振器的最顶层层中引入亚10 nm的高度变化图案。通过光栅扫描获取局部声学光谱的ZGV频率，用作成像的对比量。我们展示了如何通过数值校准ZGV频率变化与层厚度变化之间的反比因子，以获取定量的高度信息。可分辨厚度变化为8 nm、4 nm和1 nm的层叠结构的高度变化，表明亚纳米深度分辨率能力。通过测量方法的阶梯边缘函数来研究横向分辨率，发现其在微米范围内。原子力显微镜（AFM）成像用于验证结果。
引用
@article{arxiv.2510.16000,
title = {Frequency domain laser ultrasound microscopy for nanometric layer thickness imaging with GHz elastic plate resonances},
author = {Martin Ryzy and Guqi Yan and István Veres and Thomas Berer and Ivan Alić and Clemens Grünsteidl and Georg Watzl and Georg Gramse and Susanne Kreuzer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.16000},
year = {2025}
}
备注
Updated layout and acknowledgements