Фокусированный ионный пучок

Фокусированный ионный пучок – современная технология локальной модификации поверхности твёрдых тел путём локального ионно-лучевого травления или локального ионно-стимулированного осаждения материалов из газовой фазы. Технология ФИП применяется для наноразмерного прототипирования элементов и структрур электроники и наносистемной техники, изготовления образцов для просвечивающей электронной микроскопии, препарирования структур и микрообъектов с целью анализа внутреннего строения, ремонта, модификации и ретуши структур ИМС и элементов МЭМС. Дополнение традиционных технологических процессов операциями с использованием ФИП открывает новые возможности для создания элементов и структур с улучшенными характеристиками.

По данному направлению нами успешно реализованы проекты: грант РФФИ №14-07-31162 «Исследование процессов локального ионно-стимулированного осаждения материалов для формирования средств зондовой нанодиагностики» (2014 – 2015), грант №16.1154.2014/K в рамках проектной части государственного задания в сфере научной деятельности «Разработка и исследование конструктивно-технологических решений формирования элементов автоэмиссионной наноэлектроники на основе пленок графена на карбиде кремния методом фокусированных ионных пучков» (2014 – 2016), грант РНФ №18-79-00175 «Исследование процессов локального ионно-стимулированного осаждения материалов для формирования зондов для нанодиагностики» (2018-2019), грант РНФ №22-29-01239 «Разработка физико-технологических основ процессов формирования зондов с контролируемой геометрией для задач ближнепольной оптической микроскопии» (2022-2023).

В настоящий момент мы работаем над технологией управляемого формирования сложных профилей методом ионно-стимулированного осаждения в рамках разработки конструкций и технологических процессов изготовления микромеханических датчиков-кантилеверов для зондовой микроскопии.

Мы умеем:

• профилировать поверхность твердых тел ионным пучком Ga⁺ на площади до 100х100 мкм² с разрешением ~10-20 нм;
• осуществлять пробоподготовку и формировать ламели для исследований методом просвечивающей электронной микроскопии;
• локально модификацировать поверхность ионами Ga⁺ для создания локально разупорядоченных областей;
• изготавливать зонды для атомно-силовой и апертурной сканирующей ближнепольной оптической микроскопии с улучшенными эксплуатационными параметрами;
• проводить технологические операции локального ионно-стимулированного осаждения вольфрама и углерода с разрешением от 20 нм;
• выполнять наноразмерное прототипирование структур микро-и наноэлектроники, наносистемной техники;
• препарировать образцы ионным пучком для исследования их внутренней структуры.

Основные публикации по направлению:

• Controlling the parameters of focused ion beam for ultra-precise fabrication of nanostructures, Ultramicroscopy. 234 (2022) 113481. doi: 10.1016/j.ultramic.2022.113481.
• Carbon tip aperture cantilevers: Fabrication & features in near-field magneto-optical imaging, J. Magn. Magn. Mater. 529 (2021) 167837. doi: 10.1016/j.jmmm.2021.167837.
• Nanoscale profiling of multilayer graphene films on silicon carbide by a focused ion beam, Diam. Relat. Mater. 108 (2020) 107969. doi: 10.1016/j.diamond.2020.107969.
• Studying the Regimes of Silicon Surface Profiling by Focused Ion Beams, Russ. Microelectron. 48 (2020) 72–79. doi: 10.1134/S1063739719020057.
• Investigation of the local profiling of the solid surfaces using focused ion beam, AIP Conf. Proc. 2064 (2019) 030011. doi: 10.1063/1.5087673.
• Study of Nanoscale Profiling Modes of GaAs Epitaxial Structures by Focused Ion Beams, Nanotechnologies Russ. 13 (2018) 26–33. doi: 10.1134/S199507801801007X.
• Study of Ion Beam Including Deposition Modes of Platinum Nanosized Structures Using by Focused Ion Beams, Russ. Microelectron. 46 (2017) 468–473. 10.1134/S106373971707006X.