基于激光冷却与压缩原子束的聚焦离子束性能预测
加速器物理
2015-01-27 v3 原子物理
摘要
聚焦离子束因其在纳米尺度成像和修饰结构的能力，成为半导体工业中不可或缺的工具。在此，我们报告了一种新型聚焦离子束的性能预测，该离子束基于激光冷却和压缩原子束的光电离。我们进行了粒子追踪模拟，以研究在大电场中电离后由无序引起的加热效应。这些效应导致了对电场强度的约束，该约束被用作解析模型的输入，以预测最小可达光斑尺寸，其作为原子束通量密度、原子束温度和总电流等参数的函数。在低电流（ pA）下，光斑尺寸受球差和亮度的共同限制，而在较高电流下，则受色差和亮度的共同限制。预计在 1 pA 电流下可实现纳米级光斑。该解析模型已通过完整聚焦离子束装置的粒子追踪模拟得到验证。我们使用遗传算法寻找作为电流函数的最佳加速电场。在低电流下，结果与解析模型吻合良好；而在较高电流下，由于解析模型未考虑某些效应，发现的光斑尺寸甚至更小。
引用
@article{arxiv.1410.4362,
title = {Performance predictions of a focused ion beam from a laser cooled and compressed atomic beam},
author = {G. ten Haaf and S. H. W. Wouters and S. B. van der Geer and E. J. D. Vredenbregt and P. H. A. Mutsaers},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.4362},
year = {2015}
}