国家自然科学基金(11064002)
- 作品数：14 被引量：41H指数：4
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- 直边衍射激光驻波场中铬原子的沉积特性研究
- 2015年
- 为了研究沉积基片对激光驻波场的影响,基于半经典理论,采用4阶龙格-库塔算法对直边衍射效应影响下铬原子的3维运动轨迹和3维沉积条纹结构进行了仿真。研究了激光束腰中心到反射镜的距离、高斯激光束腰半径对最终沉积过程的影响。结果表明,通过适当地调节实验参量,可以改变激光驻波场受到衍射效应的程度;当反射镜位于激光束腰截面处、高斯激光束腰半径为62.5μm时,纳米沉积条纹的质量最理想。这将为原子光刻实验提供有益的理论依据和数据信息。
- 肖宇馨张文涛
- 关键词：激光光学衍射效应高斯光束
- 中性钠原子在激光驻波场中的运动特性研究被引量：5
- 2011年
- 基于半经典理论,分析了中性钠原子在激光驻波场中的受力特征,以此为基础分别对不同纵向运动速度和横向运动速度条件下中性钠原子的运动轨迹进行了仿真运算,得到了不同速度条件下中性钠原子的运动轨迹特征,基于累计算法进一步对不同速度条件下中性钠原子的沉积特性进行了仿真,当钠原子的纵向运动速度符合最可及速度(740m/s)时,纳米沉积条纹的半高宽为2.78nm,条纹对比度为38.5∶1,当纵向运动速度偏离最可及速度(350m/s)时,纳米沉积条纹的半高宽为29.1nm,其对比度下降为15∶1.而当中性钠原子的横向运动速度为0.12m/s(对应原子束发散角为0.15mrad)时,纳米沉积条纹的半高宽为4.2nm,条纹对比度为20∶1,当中性钠原子的横向运动速度为1.2m/s(对应原子束发散角为1.5mrad)时,纳米条纹呈现多峰结构,条纹质量恶化.
- 张文涛朱保华熊显名
- 关键词：原子光刻激光驻波场
- 直边衍射对铬原子3维沉积特性的影响
- 2014年
- 为了研究基片的直边衍射效应对激光汇聚铬原子沉积特性的影响,利用半经典模型,采用改进后的设定恰当步长的4阶龙格-库塔算法,模拟了铬原子在直边衍射激光驻波场中的3维运动轨迹和3维沉积光栅结构,研究了衍射边与反射镜的距离、激光中轴线与基片表面的距离对激光汇聚原子沉积过程的影响。结果表明,基片摆放位置不同,沉积效果受到衍射效应的影响程度也随之改变;当衍射边到反射镜的距离为0.81cm、激光中轴线与基片表面的距离为0.01mm时,纳米光栅的半峰全宽最小,同时对比度最大。该研究成果为原子光刻实验提供了丰富的理论指导。
- 肖宇馨张文涛
- 关键词：激光技术
- 基片表面的倾斜度对光学势阱的影响被引量：1
- 2014年
- 为了研究原子光刻实验中基片对汇聚激光场的影响,基于几何光学,采用数值仿真的方法,研究了基片表面的倾斜度对光学势阱的影响。结果表明,当基片表面相对于激光驻波中轴线正倾斜时,基片表面会形成一个无光场区,使光学势阱为0,且在z方向上光学势阱会发生一个零值突变;当基片表面相对于驻波中轴线负倾斜时,基片表面永远存在光场,在z方向上光学势阱不会发生零值突变,且光学势阱相对于z=0会出现对称现象。该研究结果对激光汇聚原子沉积实验具有指导意义。
- 张宝武支理想王道档
- 关键词：激光技术激光驻波场
- 1维光学粘胶作用下铬原子束空间分布特性被引量：2
- 2012年
- 为了研究激光准直场作用下原子束的空间分布状态对纳米光栅沉积制作的影响,基于半经典理论,分析了1维光学粘胶对中性铬原子的作用力特性,利用4阶龙格-库塔数值积分算法对不同激光场强度、不同激光失谐量、不同激光场范围条件下中性铬原子束的空间分布进行了仿真分析。由仿真结果可知,随着激光场强度的增加,原子束的分布向中心区域集中,由于受饱和效应的影响,该种集中的趋势随激光强度的增加而逐渐变缓;同时,当激光失谐量等于原子线宽的一半时,原子束的空间分布最窄。当激光功率为40mW、且失谐量为-2.5MHz时,铬原子束经过1维光学粘胶作用后其空间分布的半峰全宽被压缩为作用前的0.43倍,而原子束密度分布中心值也增大为作用前的1.79倍。结果表明,利用激光准直场的作用可实现原子束空间分布的改善,有利于后续的原子沉积以实现纳米光栅的制作。
- 朱保华黄静张宝武张文涛蒋曲博熊显名
- 关键词：激光光学
- 基于直边衍射高斯激光驻波光学势阱仿真被引量：7
- 2012年
- 为了研究基片边缘对激光汇聚原子光学势阱的影响,基于标量光学理论,采用数值计算对基片衍射与否两种情况下,高斯激光驻波场光学势阱进行了仿真,通过三维和截面仿真图充分显示了两种情况下高斯激光光学势阱的异同.详细研究了激光中轴线与基片表面距离、激光束腰和反射镜之间的距离对光学势阱的影响.
- 张宝武支理想张文涛
- 沟道效应作用下中性原子在激光驻波场中的沉积特性研究被引量：3
- 2013年
- 基于半经典理论,建立了中性原子与激光驻波场相互作用的模型,分析了中性原子在激光驻波场沟道效应作用下运动轨迹及沉积特性,探讨了球差、色差和原子束发散角对沉积条纹的影响.得到了上述三种影响因素下纳米光栅的半高宽分别为0.532,12.16,96.70 nm.仿真结果表明,随着原子束发散角度的增加,沉积条纹的对比度将会下降,当原子束发散角分别为0.1 mard时,其对比度为85.2:1,发散角为0.3 mrad时,条纹对比度为5.33:1,而当发散角增加至0.5 mrad以上时,沉积条纹将会出现分裂现象,导致条纹的恶化.
- 张文涛朱保华汪杰君熊显名黄雅琴
- 关键词：激光驻波场沟道效应
- 激光驻波场中铬原子的三维沉积特性分析
- 2012年
- 利用近共振激光驻波场操纵中性原子实现纳米级条纹沉积是一种新型的研制纳米结构长度标准传递方法,但仅通过一维和二维形式的仿真不能给出激光驻波场作用下中性原子沉积纳米光栅的全部信息。利用半经典模型,从铬原子在高斯激光驻波场中的运动方程出发,通过四阶Rungo-Kutta法模拟了铬原子在高斯激光驻波场中的三维运动轨迹以及三维沉积条纹结构,并分析了原子束发散、色差和球差等因素对三维运动轨迹及沉积条纹结构的影响。结果表明,利用三维仿真形式模拟高斯激光驻波场中铬原子的运动得到的结果与一维和二维形式下相比可以直观地表现出其较为详细的本质。
- 杨华蕾张文涛杨键张宝武
- 关键词：激光光学龙格-库塔法激光驻波场
- 偏斜椭圆激光驻波场作用下中性原子沉积纳米光栅结构特性分析被引量：8
- 2011年
- 分析了椭圆激光驻波场的偏斜对中性原子运动过程和沉积过程的影响,对不同偏斜角度椭圆激光驻波场作用下中性铬原子沉积纳米光栅结构的特性进行了仿真研究,由仿真结果可以看出,随着偏斜椭圆形激光束偏斜角的增加,对应于不同y平面,激光驻波场汇聚中性原子所形成纳米光栅条纹的对比度不断减小、半高宽不断增大.当椭圆长短轴之比为2:1条件下,椭圆激光驻波场的偏斜角为0°时,纳米光栅的条纹半高宽为3.2nm,条纹对比度为36:1,而当偏斜角为15°时,激光驻波场中心位置处的沉积条纹的半高宽为6.5nm,条纹对比度为24:1,而当椭圆激光驻波场偏斜角度达到30°时,沉积条纹的单峰结构将会产生分裂,形成了双峰结构,且随着偏斜角的增加,沉积条纹的分裂越严重,纳米光栅的沉积质量越差.对于其他长短轴比例条件下的激光场亦可根据比例关系获得相应的纳米光栅沉积特性.
- 张文涛朱保华黄静熊显名
- 关键词：原子光刻
- 原子运动速度对激光驻波场作用下纳米光栅沉积特性的影响被引量：3
- 2011年
- 利用近共振激光驻波场操纵中性原子实现纳米光栅的沉积是一种新型的研制纳米结构方法,处于激光驻波场中的原子运动速度特性对最终纳米光栅的沉积特性有着重要的影响.利用半经典理论,基于4阶Runge-Kutta算法进行了不同铬原子纵向和横向运动速度条件下纳米光栅结构沉积的仿真研究.研究表明,铬原子纵向速度为最大概率速度960m/s时,所形成的纳米光栅的半高宽为1.49nm,对比度为62.1:1,当铬原子的纵向速度为半最大概率速度480m/s时,纳米光栅的半高宽为5.35nm,对比度下降为25.6:1.同时,对原子的横向速度影响沉积特性的研究表明,当原子的横向运动速度为0.25m/s时,纳米光栅结构的半高宽为4.18nm,条纹对比度为20.9:1,当原子的横向运动速度为0.50m/s时,纳米光栅结构的半高宽变为58.4nm,条纹对比度减小为8.9:1,沉积条纹质量下降.
- 张文涛朱保华熊显名黄静
- 关键词：原子光刻激光驻波场
