光子隧道效应与近场光学显微镜

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/02 13:46:22


二十世纪七十年代末德裔物理学家葛.宾尼和他的导师海.罗雷尔在IBM公司设在瑞士苏黎士的实验室进行超导实验时,他们并没有把自己的有关超导隧道效应的研究与新型显微镜的发明联系到一起。但是真空中超导隧道谱的研究已经为他们今后发明扫描隧道显微镜准备了坚实的理论和实验基础。一次偶然的机会,他们读到了物理学家罗伯特·杨撰写的一篇有关“形貌仪”的文章。这篇文章中有关驱动探针在样品表面扫描的方法使他们突发奇想:难道不能利用导体的隧道效应来探测物体表面并得到表面的形貌吗?以后的事实证明,这真是一个绝妙的想法。经过师生两人的不懈努力,1981年,世界上第一台具有原子分辨率的扫描隧道显微镜终于诞生了。        扫描隧道显微镜的英文名称是 ScanningTunneling Microscope,简称为STM。STM具有惊人的分辨本领,水平分辨率小于0.1纳米,垂直分辨率小于0.001纳米。一般来讲,物体在固态下原子之间的距离在零点一到零点几个纳米之间。在扫描隧道显微镜下,导电物质表面结构的原子、分子状态清晰可见。下图显示的是硅表面重构的原子照片,照片上,硅原子在高温重构时组成了美丽的图案。




根据量子力学理论的计算和科学实验的证明,当具有电位势差的两个导体之间的距离小到一定程度时,电子将存在一定的几率穿透两导体之间的势垒从一端向另一端跃迁。这种电子跃迁的现象在量子力学中被称为隧道效应,而跃迁形成的电流叫做隧道电流。之所以称为隧道,是指好象在导体之间的势垒中开了个电流隧道一样。隧道电流有一种特殊的性质,既对两导体之间的距离非常敏感,如果把距离减少0.1纳米,隧道电流就会增大一个数量级。




现在我们把两个导体换成上图所示的尖锐的金属探针和平坦的导电样品,在探针和样品之间加上电压。当我们移动探针逼近样品并在反馈电路的控制下使二者之间的距离保持在小于1纳米的范围时,根据前面描述的隧道效应现象,探针和样品之间产生了隧道电流。我们曾经说过,隧道电流对距离非常敏感。当移动探针在水平方向有规律的运动时,探针下面有原子的地方隧道电流就强,而无原子的地方电流就相对弱一些。把隧道电流的这个变化记录下来,再输入到计算机进行处理和显示,就可以得到样品表面原子级分辨率的图象。
        由此引出光学隧道效应和近场光学显微镜也就很自然了。
        科学界把探针与样品之间的距离小于几十纳米的范围称为近场,而大于这个距离的范围叫做远场。显然,STM、AFM等利用探针在样品表面的扫描的方法属于近场探测,而对于光学显微镜、电子显微镜等远离样品表面进行观测的方法称为远场方法。
       正如电子具有隧道效应一样,光子也具有光子隧道效应。既然可以利用电子的隧道效应成象,是否也能利用光子隧道效应成象呢?这的确是个很好的主意,看来你和科学家想到一起了。我们都知道,传统光学显微镜的分辨率不能超过光波波长的一半,这是限制光学显微镜分辨本领的桎梏。研究发现,物体受光波照射后,离开物体表面的光波分为两种成份:一部分光向远方传播,这是传统光学显微镜能接收的信息;而另一部分光波只能沿物体表面传播,一旦离开表面就很快衰减。这部分在近场传播的光波又叫隐失波。由于隐失波携带有研究样品表面非常有用的信息,科学家一直设想能对这种近场的光波加以研究利用。STM新颖的设计思想的出现,为近场光学的研究提供了思路。于是一种新型的科研仪器,近场光学显微镜诞生了。



     上面是近场光学显微镜的原理示意图。将一个同时具有传输激光和接收信号功能的光纤微探针移近样品表面,微探针表面除了尖端部分以外均镀有金属层以防止光信号泄露,探针的尖端未镀金属层的裸露部分用于在微区发射激光和接收信号。当控制光纤探针在样品表面扫描时,探针一方面发射激光在样品表面形成隐失场,另一方面又接收10-100纳米范围内的近场信号。探针接收到的近场信号经光纤传输到光学镜头或数字摄像头进行记录、处理,在逐点还原成图象等信号。近场光学显微镜的其它部分与STM或AFM很相似。
        由于近场光学显微镜探测的是隧道光子,而光子又具有许多独特的性质:例如,没有质量、电中性等,因此,近场光学显微镜在纳米科技中扮演的角色是其它扫描探针显微镜所不可替代的。

二十世纪七十年代末德裔物理学家葛.宾尼和他的导师海.罗雷尔在IBM公司设在瑞士苏黎士的实验室进行超导实验时,他们并没有把自己的有关超导隧道效应的研究与新型显微镜的发明联系到一起。但是真空中超导隧道谱的研究已经为他们今后发明扫描隧道显微镜准备了坚实的理论和实验基础。一次偶然的机会,他们读到了物理学家罗伯特·杨撰写的一篇有关“形貌仪”的文章。这篇文章中有关驱动探针在样品表面扫描的方法使他们突发奇想:难道不能利用导体的隧道效应来探测物体表面并得到表面的形貌吗?以后的事实证明,这真是一个绝妙的想法。经过师生两人的不懈努力,1981年,世界上第一台具有原子分辨率的扫描隧道显微镜终于诞生了。        扫描隧道显微镜的英文名称是 ScanningTunneling Microscope,简称为STM。STM具有惊人的分辨本领,水平分辨率小于0.1纳米,垂直分辨率小于0.001纳米。一般来讲,物体在固态下原子之间的距离在零点一到零点几个纳米之间。在扫描隧道显微镜下,导电物质表面结构的原子、分子状态清晰可见。下图显示的是硅表面重构的原子照片,照片上,硅原子在高温重构时组成了美丽的图案。




根据量子力学理论的计算和科学实验的证明,当具有电位势差的两个导体之间的距离小到一定程度时,电子将存在一定的几率穿透两导体之间的势垒从一端向另一端跃迁。这种电子跃迁的现象在量子力学中被称为隧道效应,而跃迁形成的电流叫做隧道电流。之所以称为隧道,是指好象在导体之间的势垒中开了个电流隧道一样。隧道电流有一种特殊的性质,既对两导体之间的距离非常敏感,如果把距离减少0.1纳米,隧道电流就会增大一个数量级。




现在我们把两个导体换成上图所示的尖锐的金属探针和平坦的导电样品,在探针和样品之间加上电压。当我们移动探针逼近样品并在反馈电路的控制下使二者之间的距离保持在小于1纳米的范围时,根据前面描述的隧道效应现象,探针和样品之间产生了隧道电流。我们曾经说过,隧道电流对距离非常敏感。当移动探针在水平方向有规律的运动时,探针下面有原子的地方隧道电流就强,而无原子的地方电流就相对弱一些。把隧道电流的这个变化记录下来,再输入到计算机进行处理和显示,就可以得到样品表面原子级分辨率的图象。
        由此引出光学隧道效应和近场光学显微镜也就很自然了。
        科学界把探针与样品之间的距离小于几十纳米的范围称为近场,而大于这个距离的范围叫做远场。显然,STM、AFM等利用探针在样品表面的扫描的方法属于近场探测,而对于光学显微镜、电子显微镜等远离样品表面进行观测的方法称为远场方法。
       正如电子具有隧道效应一样,光子也具有光子隧道效应。既然可以利用电子的隧道效应成象,是否也能利用光子隧道效应成象呢?这的确是个很好的主意,看来你和科学家想到一起了。我们都知道,传统光学显微镜的分辨率不能超过光波波长的一半,这是限制光学显微镜分辨本领的桎梏。研究发现,物体受光波照射后,离开物体表面的光波分为两种成份:一部分光向远方传播,这是传统光学显微镜能接收的信息;而另一部分光波只能沿物体表面传播,一旦离开表面就很快衰减。这部分在近场传播的光波又叫隐失波。由于隐失波携带有研究样品表面非常有用的信息,科学家一直设想能对这种近场的光波加以研究利用。STM新颖的设计思想的出现,为近场光学的研究提供了思路。于是一种新型的科研仪器,近场光学显微镜诞生了。



     上面是近场光学显微镜的原理示意图。将一个同时具有传输激光和接收信号功能的光纤微探针移近样品表面,微探针表面除了尖端部分以外均镀有金属层以防止光信号泄露,探针的尖端未镀金属层的裸露部分用于在微区发射激光和接收信号。当控制光纤探针在样品表面扫描时,探针一方面发射激光在样品表面形成隐失场,另一方面又接收10-100纳米范围内的近场信号。探针接收到的近场信号经光纤传输到光学镜头或数字摄像头进行记录、处理,在逐点还原成图象等信号。近场光学显微镜的其它部分与STM或AFM很相似。
        由于近场光学显微镜探测的是隧道光子,而光子又具有许多独特的性质:例如,没有质量、电中性等,因此,近场光学显微镜在纳米科技中扮演的角色是其它扫描探针显微镜所不可替代的。
居家旅行,偷窥裸芯,逆向cpu 之必备大杀器之一 光子隧道效应与近场光学显微镜  :D
弱问这个怎么也发二炮版来了……:L
哈哈,玩nm级的高科技东西.这玩意是绝对少不了的
特别是那个大狼拿来ibm的照片.来说分析.
ibm那个照片是什么级别.这个是什么级. 用来对立分高下
扫描阴道显微镜????
扫描阴道显微镜, 看你在不在里面 :D
托起航母 发表于 2009-5-3 17:27
呵呵,我看过ibm的视频 能用原子摆个 i bm 三个字
但这里我说的是清晰度,人家放出来的,肯定不如自己看的
正如电子具有隧道效应一样,光子也具有光子隧道效应。
-----------------------------------------------------------
我学近代光学的时候,只听说过“倏逝波”(也就是那个什么“隐失场”),但是从没听说过什么“光子隧道效应”。敢问原理是怎么回事?
除了折射、反射和衍射之外还有一部仅会沿物体表面传播,它的强度随着离开物体表面的距离呈指数衰减,被称为“隐失波”(evanescent waves也有译作“攸逝波”) 。
超越衍射极限的超级透镜



两个各自独立的美国研究小组上月在Science发表文章宣布制得具有放大能的“超级透镜”。所谓超级透镜是用负折射率材料制造的透镜,具有突破光波衍射极极限的神奇能力,被认为是下一代光学显微镜的希望所在。这两个美国研究组的突破标志着用负折射率材料制造的超级透镜即将投入实用,光学显微镜将突破光波波长的限制,在蛋白质、病毒和DNA分析等领域大放光彩。
  由于衍射的存在,无论我们如何摆弄传统光学透镜,它的成像精度都要受到波长的制约,即普通光学透镜不可能分辨出比波长小的观察物,这就是透镜的“衍射极限 ”。然而这个极限有一种突破它的方法。当光波照到物体表面时,除了折射、反射和衍射之外还有一部仅会沿物体表面传播,它的强度随着离开物体表面的距离呈指数衰减,被称为“隐失波”(evanescent waves也有译作“攸逝波”)。隐失波包含了比其它传播方式的波细致得多的细节,但它衰减得太快,传统透镜对其无能为力。如果能捕捉到隐失波的信号,则可突破衍射极限。
  2000年John Pendry预言用负折射率材料可以捕捉到隐失波。理论上,用负折射率材料制造的超级透镜可以使隐失波从物体表面弯出变成能被传统透镜处理的传播方式。在 Pendry预言之后,人们曾成功地用几种超级透镜将隐失波从物体表面拉出,但并没有解决隐失波的传播问题,它在离开物体表面后依然以极快的速度衰减。
  美国两小组这次突破的重点就是转换隐失波的传播方式,他们分别制造了用“超颖材料”制造的超级透镜,超颖材料是一种具有人造纳米结构的材料,具有多种自然材料不具备的新奇特性。马里兰大学小组的超级透镜是由多层镀金聚合物同心环构成,加州大学小组的超级透镜则由弯曲的氧化铝层和银层重重叠叠制成(见封面主图)。这两个设计的共同之处是都采用了圆柱形的外观,这种设计可以使隐失波脱离物体表面进行传播。
  马里兰透镜的分辨率达到了70nm,超出衍射极限7倍,加州透镜的分辨率为130nm。
yaoyuan7310 发表于 2009-5-3 23:05
当今世界纳米技术研究学科的带头人、校友黄德欢博士



黄德欢博士,美籍华裔纳米科学家,毕业于哈尔滨工业大学(本科、硕士)和浙江大学(博士),现为美国斯坦福大学量子关联研究计划研究员、物理学终身教授。
    黄德欢博士是国际上著名的纳米电子学专家,他在基础研究;量子计算机研制中有关的单电子自旋的控制和精密测量应用研究:纳米超微颗粒的化学和物理方法的制备以及在现代工业中的应用方面,均有突出的成就.尤其在硅表面上操纵单个硅原子;在原子表面上加工出单个原子尺度的特殊结构;制备出原子级平滑的氢绝缘层;首次成功在硅的氢绝缘层表面上提取氢原子再放回该表面,得到了重新饱和表面上的硅悬链;做出了世界上最小的(单原子尺度)单电子晶体管的基础实验等方面工作处在世界的领先地位。是当今世界纳米技术研究学科的带头人(《浙江纳米网》2002-04-23)
    黄德欢博士曾在日本科学技术振兴事业团从事了近十年单原子操纵及单原子器件加工技术的研究,这项研究代表着划时代的纳米科学基础技术研究的前沿水平。黄德欢在这一领域已分别在日、美、德、英、法、荷等国申请了12项专利,发表了170多篇学术论文和国际会议报告。黄德欢博士是在世界上第一位成功操纵单一硅原子的科学家,可以说是纳米技术研究的先驱。
    黄德欢博士研究的纳米科学是一门集基础科学与应用科学于一体的新兴科学。它主要包括有纳米电子学、纳米材料学、纳米生物学等学科。纳米科学具有很深远的应用背景,它将促使现代科学技术从目前的微米尺度上升到纳米或原子尺度,并成为推动21世纪人类基础科学研究和产业技术革命的巨大动力。
    黄德欢出生在江西抚州市,父母都是教师。1980年考入江西省重点中学临川三中。他的理想是当个数学家和物理学家。从高中时起他就酷爱数学和物理,即使是在长达4年的农村生活中,他始终坚持在劳动之余学习数学、物理和英语。黄教授是恢复高考后的第一届大学生,失而复得的升学机会让他倍加珍惜大学里的读书时光,在哈尔滨工业大学4年本科和3年硕士研究生的生活中,黄德欢不仅出色地完成了工科系所规定的专业,而且自学完成了物理和数学系的专业课程。那时候,自修教室的灯不熄是没人会回寝室的,即使熄灯,也要等人来赶。1985年考入浙大研究生院,随路甬祥教授攻读博士学位。并进入浙江大学“光仪学科博士后流动站”(浙江大学“求是”网校友论坛)
   
   一、 突出成就
    1989年,黄德欢到日本通产省工业技术院做客座研究员,后又到日本科学技术振兴事业团做研究员,从事原子控制表面研究和量子波动研究。他的主要研究课题是利用扫描隧道显微镜(STM)从事单原子操纵和原子及纳米尺度器件的基础实验和研究。经过一年多的努力,黄德欢成功地制作出了供扫描隧道显微镜使用的新型扫描控制电路及其相关的硬件和软件。利用它,人们可任意操纵物质表面上的单个原子并加工成特殊的单原子结构,从而为他以后的研究创造了良好的条件。
 8年来,经过无数个不眠之夜的奋斗,黄德欢在研究上取得了一个又一个的重大技术突破。
 1991年,他成功地在硅表面上操纵单个硅原子,并揭示了这种单原子操纵的机理是电场蒸发效应;1992年,他首次成功地连续移动硅表面上的单个原子,从而在原子表面上加工出了单原子尺度的特殊结
构,如单原子线和单原子链等。这些硅原子结构至今依然是目前世界在硅表面上制作的最小结构;1993年,他首次成功地连续把单个硅原子施加到硅表面上的精确位置,并在表面上构成了新颖的单原子沉积特殊结构,如单原子链等。同年,他还首次连续成功地移走了施加到硅表面上的单个硅原子并保持硅表面上原有的原子结构不被破坏。同时,他还首次成功地连续用单个原子修补硅表面上的单原子缺陷。这些基础实验结果证明了利用单个原子存储信息的可能性。
 1994年,他首次成功地实现了单原子操纵的动态实时跟踪,制作出了单原子扫描隧道显微镜纳米探针,实现了单原子的点接触,并观测到在扫描隧道显微镜纳米探针和物质表面之间形成的纳米桥。与此同时,他还首次观测到纳米桥的延伸(达6纳米长)及最终断裂的动态过程;1995年,他成功地在硅表面上制备出原子级平滑的氢绝缘层,并在其表面上对单个氢原子进行了选择性脱附(即移动操纵),加工出硅二聚体原子链,这也是目前世界上最小的二聚体原子链结构;1996年,他首次成功地将从硅的氢绝缘表面上提取的氢原子重新放回到该表面上去,再次饱和表面上的硅悬键;1997年,他首次成功地实现了单原子的双隧道结,并成功地控制和观测到单个电子在此双隧道结中的传输过程,这是目前世界上在最小单位上(单原子尺度)进行的单电子晶体管基础实验。
    一系列的成功把黄德欢博士推上了纳米科学技术研究的最前沿,他成了受世人瞩目的专家。在硅谷,被誉为“科技新贵”的黄德欢可以说是家喻户晓。

    二、我是一个中国人
    黄德欢博士不仅是位学有所成的前沿科学研究者,也是极具孝心的儿子,他在INTENET上为其已过世的母亲创建了"妈妈我们好想您"纪念馆。他更是一位爱国学者。黄德欢博士虽身在海外,但他始终没有忘记养育和把他培养成才的祖国。黄德欢说:“无论我走到哪里,我都不会忘记我是一个中国人。正是祖国的培养为我今天的成功铺平了道路。”在留日学者中,黄德欢博士是卓有成就的一个。在驻日使馆组织的“留学生与祖国现代化座谈会”上,黄德欢的发言引人注目。他说,为祖国服务是每一个华夏子孙应尽的责任。要想真正为国家做点实事,一要有无私奉献的精神,二要有真才实干的本领。
    1993年8月,黄德欢博士到莫斯科出席第二届国际纳米科学技术大会,并应邀在大会上做主题报告。大会开幕那天,俄罗斯多名领导人也在主席台上就座。黄德欢讲演的第一句话是:“我来自日本,但我是一个中国人。”这句情不自禁的话语充分表达了作为一个中国人的自豪。他的讲演获得了极大成功。
 为了使祖国能在纳米科学这个21世纪最重要的研究领域里跟上国际最新研究发展水平,黄德欢博士一直在寻找报国的机会。1991年他在东京的一次国际会议上结识了中科院北京真空物理实验室的庞世瑾教授,此后他把已掌握的单原子操纵技术传授给了该实验室的研究人员,同时还将自己研制的供扫描隧道显微镜使用的新型扫描控制电路及相关的硬件和软件提供给他们参考,还帮助从德国引进了一台超高真空扫描隧道显微镜设备。在他的帮助下,北京真空物理实验室得以迅速地实现了单原子操纵并取得了令人可喜的研究成果。
 1996年6月,黄德欢利用到中国科技大学讲学之机,与中国科学院院士、著名激光选键化学家朱清时教授进行了学术交流,并商定在科大合作进行“激光相干控制下的单原子操纵”基础研究。这是一项将激光相干控制与扫描隧道显微镜单原子操纵技术结合在一起的全新的基础研究,如获成功,人们不仅可以更加稳定地操纵单个原子,还能够进行“分子手术”,并制造出具有特殊功能的人造分子和纳米器件,从而使21世纪的物理和化学发生重大革新。为了支援这一研究,中国科技大学抽出巨资从德国购买设备,并抽调几名知名教授组成专题研究小组与黄合作。对此,黄德欢十分感动,他充满信心地表示,有国家的大力支持和中国科技大学的人才优势,该项研究一定会很快取得成果。(《光明日报》1998年03月28日)

    三、中国做纳米要脚踏实地
    随着纳指的一路下滑,网络已经风光不再,未来的热点是什么?纳米技术似乎正在悄悄浮出水面。纳米技术将主导科技浪潮。黄德欢博士告诉记者,单原子操纵技术研究已为未来制作单分子、单原子和单电子器件和大幅度提高信息存储量、为实施遗传工程学中生物大分子的单原子置换以及物种改良、为实现材料科学中的新原子结构材料研制等提供了大量的实验证明。“就像晶体管淘汰电子管一样,即将淘汰微米技术的是纳米技术,纳米比微米小一千倍,纳米技术成功以后,会被现在的微米技术逐步吸收。微米技术创造信息时代依靠的是微电子学技术,但其在21世纪到了极限,2010年是芯片技术发展的尽头。将来纳米技术中最重要的是纳米电子学,可以使计算机速度提高上亿倍。”
 “日本在应用研究方面做得好,其电器、汽车等产品质量好的原因就是微电子即超大规模集成电路性能好。日本没有资源,必须靠技术领先,微电子技术成为日本70年代初经济腾飞的一个起点。日本1990年开始研究纳米技术,是发展纳米技术基础和应用研究最早的国家之一,也是纳米技术最早实现产业化的国家,出现了纳米洗衣机、纳米服装、纳米涂料等新产品,但尚处于起步阶段,还没形成大的社会变革。而美国的纳米技术主要运用在军事方面,将纳米涂料用在隐形飞机上,把雷达的电磁波和红外波吸收和反射掉,但就纳米产业而言,尚未形成。”
 根据德国科技部1996年调查,全球的纳米技术创造的产值在2010年将达到14400亿美元,而2000年这一数据仅500亿美元。这意味着在未来10年内,纳米技术的年产值将增加近30倍,这无疑是一块诱人的“超级蛋糕”。
 黄德欢认为,中国高新技术产业发展最大的弱点在于开发出来的东西离实际生产力太远。例如超大规模集成电路即半导体产业,开始于50、60年代,最后形成规模在70年代。中国的基础研究并不比其他国家落后,但在应用研究方面停滞不前,导致一步落后,步步落后。中国在微米技术上完全落后,几乎没有自主的知识产权,包括超大规模集成电路的生产线、芯片的设计,这也是发达国家与发展中国家的差别。
  “纳米技术的发展全世界同时起步,中国的基础研究已经落后了,但可以借助发达的通信技术,学习国外的文献资料,在人家的基础上往上做。在这同一起跑线上,如果中国能跟上,20年后就是发达国家,因为将来评判是否发达国家的标准是纳米技术,而不再是微米技术。关键在于能真正实现纳米技术的产业化,做出来的产品不比国外差。”
 “一方面,现在国内的纳米技术研究主要集中在纳米材料方面,像纳米电子学、纳米生物学和医学等重要领域的研究工作开展得十分有限。如果不及时采取措施,我中国的纳米技术可能又会像半导体产业一样,起步不晚,但最终又被远远抛在发达国家的后面。另一方面,不要炒作,要形成一种脚踏实地的观念。据说目前国内有几百个纳米材料生产厂,大学、科研院所在做纳米材料的基础研究,都还没有很好的成果,怎么可能有几百个企业在做产品呢?其实这些厂家绝大部分都是做超晶粉末,即微米粉末,把名一改,就成了纳米材料。而国内没有权威的检测机构,检测其产品是否达到纳米尺度。中国能否在未来的纳米产业市场分得应有的一份,取决于在这几年里能否对纳米技术的各个研究领域进行合理的布局,并做出自己有特色的产业来。”

    在世界知识创新的中心的硅谷,拥有12项纳米技术研究专利的黄德欢正日益成为风险投资追逐的目标。在国内,他也与本地的VC进行了接洽,对于中美风险投资理念的差异感触颇深。
  “在硅谷,风险投资进入企业后并不参与管理,只在收购兼并和上市时提供充分的帮助。VC觉得对方有好的想法就可以投资,而中国的VC则要企业的产品中试已做完,正式批量生产或扩大生产时再投钱,没有风险的概念,其实是第二轮融资。这样的投资虽然风险低,但收益是有限的,因为等工厂正常运转再投资同样的资金所占的股权比例小。这也许是由于中国的国情,风险投资公司股东对于短期回报的要求高。”
 “在美国,VC投资的10个公司中有1个能上市,1.5个被收购,其余75%是失败的。但这25%的成功带来的收益远超过所有的投资。风险投资要允许失败,否则就没有成功。”(《证券时报》)  

    [题头照片]:1993年4月黄德欢博士与研究顾问,扫描隧道显微镜发明人之一,1986年诺贝尔物理奖获得者海恩里希·罗勒尔(HeinrichRohrer)博士合影。   

    [专业背景]:上世纪80年代初浙江大学在国内理工校院中第一个开设“生理光学与视觉功能实验室”和“生理光学”课程,一时成为国内这一领域的交流中心,也有众多国外专家前来访问。这个实验室也培养了相关的硕士和博士,还有慕名而来进入“博士后流动站”的法国博士来研究视觉系统的电生理学(这位博士后现在美国担任教授职务)。

    1955年暑假前,高等教育部有将光仪专业调入哈尔滨工业大学的计划,而哈工大的校长也及时到校与刘丹校长及何增禄教授等晤面。经多方面的研究和权衡得失,认为还是在浙大办此专业为宜,但浙大要为哈工大培养进修教师及分配第一届毕业生去哈工作。所以光仪专业迁哈之议,就此结束。 之后,浙大光仪系不仅接受哈工大的进修教师,也陆续接受许多大学和专业机构的来人进修。浙大开了中国光仪教育的先河。
    1985年在光仪系全体教师共同努力下,经国家批准建立“光仪学科博士后流动站”,使我及时在预定离休之前招入博士后,一位是前述的法国博盖教授(或许这是浙大的第一个外国博士后),和另一位现在美国而荣任母校浙大客座教授的黄德欢教授。(浙大光电系教授 董太和)
看过他的文章后,我才知道,为什么在ibm用原子摆出3个字母后,中国的技术员也能把原子摆出了一幅中国地图
既然要为国效劳就回来吗!
{:3_85:}都回来,谁去学习和利用国外的新技术啊, 不去交流, 不开阔眼界,都在家呆着, 西方的新科技能自己送上门来!!?!?
新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.3322.org)(xys.xlogit.com)◇◇

  黄德欢:在中国兼职/开公司的“斯坦福大学终身教授”

  作者:材科小生

  最近几年来,"黄德欢"这个名字活跃在中国大陆几个大学和纳米界.铺天盖地
地说他是美国斯坦福大学的教授/研究员.黄德欢到底何许人?作为一个纳米材料
的后辈,我对这位前辈调研了一番. 原来他本科,硕士毕业于哈工大,博士,博士后
在浙江大学, 1989年,黄德欢到日本通产省工业技术院做客座研究员(其实就是
博士后,不是固定职位),后又到日本科学技术振兴事业团做研究员(还是博士后,
绝对不是固定职位),从事原子控制表面研究和量子波动研究,后来可能是和斯坦
福大学有合作项目,或者真的去该大学做博士后或者资深博士后,居然就吹牛说是
斯坦福大学的终身教授。本人用"DH huang" 和"Stanford"作为关键词,用Web of
Science 搜索,发现他发表的论文如下,

  1)Lubguban JA, Gangopadhyay S, Lahlouh B, et al.
  Supercritical CO2 extraction of porogen phase: An alternative
route to nanoporous dielectrics
  J MATER RES 19 (11): 3224-3233 NOV 2004

  2) Yamaguchi F, Huang DH, Yamamoto Y
  Coulomb blockade oscillation in a single atomic junction
  SEMICOND SCI TECH 13 (8A): A124-A126 Suppl. S AUG 1998

  3)Huang DH, Yamaguchi F, Yamamoto Y
  In situ scanning tunneling microscopy nanotip fabrication with
field-enhanced surface diffusion, thermal evaporation andfield
emission
  JPN J APPL PHYS 1 37 (6B): 3824-3827 JUN 1998

  4) Huang DH, Yamamoto Y
  Physical mechanism of hydrogen deposition from a scanning
tunneling microscopy tip
  APPL PHYS A-MATER 64 (4): 419-422 APR 1997

  5) Huang DH, Yamamoto Y
  Manipulating atoms one by one with a scanning tunneling microscope
  SURF REV LETT 3 (3): 1463-1472 JUN 1996

  6) Huang DH, Yamamoto Y
  Si dimer chain on Si(100)-2x1:H surface fabricated by scanning
tunneling microscope
  JPN J APPL PHYS 1 35 (6B): 3734-3737 JUN 1996

  明白人一看就知道,在纳米材料领域,这些论文都是些很一般的论文.另外数
量也不复合一个斯坦福大学教授.所以他很可能就是个斯坦福大学的博士后研究
人员.更有可能是由于日本那个研究单位和斯坦福大学有项目合作,他挂靠斯坦福
大学写论文而已.另外 斯坦福大学网页具有人员搜索功能,用 Huang 搜索,没有
叫 DeHuan Huang的,就是所有带"Huang"的人员中间也没有搞STM/纳米的教授.最
近居然不搞他的本行扫描隧道显微镜(STM)研究,居然来中国开什么纳米碳管/纳
米锂离子电池/纳米涂料公司.让人感到不可理解.不过他倒真的在美国开了一个
所谓的"应用纳米技术集团公司",说白了,可能就是个生意
人.(http://www.ant-global.com/chs/chs_About_Us3_4.htm, 看看他的公司和
他的介绍吧, 很奇怪,网页上的文字不让人拷贝) 可能他本人也清楚,STM热已经
过时了,博士后不做的没有意思了,开公司挣钱去了.为什么来中国开公司?可能是
美元不好挣,来挣人民币了.中国人的钱好挣啊.纳米大家都知道,挣的什么钱?风
险投资的钱.

  本人希望以后不会再看到黄德欢:斯坦福大学终身教授,研究员等新闻和报道
了,中国的大学不要再相信他这个所谓的斯坦福大学终身教授,研究员了.当然,除
去这个"斯坦福大学终身教授"漂亮的外衣,如果他的学术水平真的在贵大学可以
当个兼职,全职教授,聘请他是贵大学的自由.
哈哈,我还没不知道真假的(实话),我是从是哈工大的校友版摘出来的,不过那个校友版会不会是假的啊

如果楼上的,还有其它东西也证明你贴的事实,我会清除那个文章
"网页上的文字不让人拷贝" 这个真让人无语,这也算理由 :') 是个会上网的就能用好几种办法复制网页上的文字
做逆向如果用这类东西(比如AFM,STM)去看,会把人搞死的
呵呵,这东西主要是用于正向制造的。没它nm芯制造不知道猴年马月
楼主,对于纳米这个东西,最近已经不想你想像的样子了。
我没想成什么样子啊 {:3_85:}
中科院的一位副院长,好像叫白春礼,也是搞这个的。
芯片失效分析(某公司接活的广告:D )

失效分析属于芯片反向工程开发范畴。本公司芯片失效分析主要提供封装去除、层次去除、芯片染色、芯片拍照、大图彩印、电路修改等技术服务项目。公司专门设立有集成电路失效分析实验室,配备了国外先进的等离子蚀刻机(RIE)、光学显微镜、电子显微镜(SEM)和聚焦离子束机(FIB)等设备,满足各项失效分析服务的要求。
公司拥有一套完善的失效分析流程及多种分析手段,全方位保证工程质量及项目文件的准确无误。

   失效分析流程:
    1、外观检查,识别crack,burnt mark等问题,拍照。
    2、非破坏性分析:主要用xray查看内部结构,csam—查看是否存在delamination
    3、进行电测。
    4、进行破坏性分析:即机械机械decap或化学decap等

   常用分析手段:
    1、X-Ray 无损侦测,可用于检测
    * IC封装中的各种缺陷如层剥离、爆裂、空洞以及打线的完整性
    * PCB制程中可能存在的缺陷如对齐不良或桥接
    * 开路、短路或不正常连接的缺陷
    * 封装中的锡球完整性
    2、SAT超声波探伤仪/扫描超声波显微镜
    可对IC封装内部结构进行非破坏性检测, 有效检出因水气或热能所造成的各种破坏如﹕
    晶元面脱层
    锡球、晶元或填胶中的裂缝
    封装材料内部的气孔
    各种孔洞如晶元接合面、锡球、填胶等处的孔洞
    3、SEM扫描电镜/EDX能量弥散X光仪
可用于材料结构分析/缺陷观察,元素组成常规微区分析,精确测量元器件尺寸
    4、三种常用漏电流路径分析手段:EMMI微光显微镜/OBIRCH镭射光束诱发阻抗值变化测试/LC 液晶热点侦测
EMMI微光显微镜用于侦测ESD, Latch up, I/O Leakage, junction defect, hot electrons , oxide current leakage等所造成的异常。
    OBIRCH常用于芯片内部高阻抗及低阻抗分析,线路漏电路径分析.利用OBIRCH方法,可以有效地对电路中缺陷定位,如线条中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻区等;也能有效的检测短路或漏电,是发光显微技术的有力补充。
    LC可侦测因ESD,EOS应力破坏导致芯片失效的具体位置。
    5、Probe Station 探针台/Probing Test 探针测试,可用来直接观测IC内部信号
    6、ESD/Latch-up静电放电/闩锁效用测试
    7、FIB做电路修改
    FIB聚焦离子束可直接对金属线做切断、连接或跳线处理. 相对于再次流片验证, 先用FIB工具来验证线路设计的修改, 在时效和成本上具有非常明显的优势.
    此外,公司技术团队还积累了诸如原子力显微镜AFM ,二次离子质谱 SIMS,飞行时间质谱TOF - SIMS ,透射电镜TEM , 场发射电镜,场发射扫描俄歇探针, X 光电子能谱XPS ,L-I-V测试系统,能量损失 X 光微区分析系统等多种复杂分析手段。

    服务项目:
    封装去除
    本公司利用先进的开盖设备和丰富的操作经验,能够安全快速去除各种类型的芯片封装,专业提供芯片开盖与取晶粒服务。



芯片开盖


开盖机

层次去除
    本公司采用先进的刻蚀设备和成熟的刻蚀方法,专业提供去除聚酰亚氨(Polyimide)、去除氧化层(SiO2)、去除钝化层(Si3N4、SiO2)、去除金属层(Al 、CU、W)等芯片去层次技术支持与服务,承诺以完美的刻蚀效果为客户提供专业的芯片处理。
    芯片染色
    阱区染色:模拟类型芯片进行反向分析往往需要分析P阱和N阱的分布情况,因此需要对芯片进行阱区染色,把P阱和N阱用不同的颜色加以区分。

阱区染色

ROM码点染色:ROM存储模式中有大部分是利用离子注入的方式来区分0和1,当读取ROM中的0和1代码时,就需要对芯片进行染色以区分0和1。


    芯片拍照
    为保证良好的拍照效果,我们采用先进光学显微镜和电子显微镜,能够拍摄90nm工艺以上的各种芯片的图像。同时,我们免费为客户进行图像的三维拼接,能够大带同层图像完整无缝、异层图像精确对准的效果。

0.35u工艺图像

0.18u工艺图像

芯片大图彩印业务是把芯片数码图像印刷成大幅面纸张照片的一项服务。此业务克服了传统拼图中质量低效率差等诸多缺点,节省了宝贵时间并提高了后续提图质量。芯片大图彩印主要工艺优势表现在:
大图完整无缝,大图效果就像芯片本身被放大成指定倍率后的效果一样,完全避免了传统拼图中的丢线和图像参差现象发生。

    异层照片精确对准,印刷后的大图严格保留着芯片层间对准关系,提图时可以很方便地进行通孔定位。
精确放大倍率,1um在放大1000倍时,在照片上就是严格的1mm,从而保证精确快捷地测量器件的尺寸。
定位线和微米尺,每幅大图边框上绘制了以微米为单位的坐标系和半透明定位线,以方便用户测量和定位。

  电路修改

    我们利用先进的聚焦离子束机(FIB)通过刻蚀和沉积的方法能够修改多层布线的集成电路芯片。主要服务项目包括集成电路芯片引线修改(能够修改最小工艺为90nm);集成电路芯片材料和成分鉴定;微电路故障分析(最小尺寸为40nm);制作纳米级的光电子器件、生物传感器件和超到电子器件等。


谁说从裸芯啥也看不出来的!?  :dizzy:
如果看不出来,芯片厂就只能说是闭着眼生产。良品率就是个神话了:D
斯坦福大学网页具有人员搜索功能,用 Huang 搜索,没有 叫 DeHuan Huang的,就是所有带"Huang"...
这个很容易验证吧;P
贵宾都很历害的 :D
一般而言的反向是从别人芯片里提取网表获得它的设计等内容。由于芯片面积会到几个mm这样的大小,所以还是要用光学显微镜拍照片,再从里面提取信息。可能一些比较小的器件用SEM看一下,但是大范围还要要光学成像的。而类似于AFM这样的设备在这个工作里面就不太用的上了。楼上广告里很多设备都是给失效分析用的。

芯片当然是可以看出点东西。但是规模非常大之后,整个逆向就很难了。关于器件本身,参杂等信息可能可以通过SIMS等得到一些,但是准确到什么程度不好说。而且有些工艺问题,你看到了结果也不见得就做的出来。材料更是如此,你看到了也不见得长得出(这个在化合物半导体上比较明显)

纳米这个词现在就跟小姐一样
好好看看广告贴,你会有新发现. :D
术语 "拼图"  "多层定位"
这些词有那么令人兴奋吗?哪一个逆向不拼图啊?
没有啊!
这贴子的主要目的 是可以看出东西的
能证明看出来东西就是我的目的, 其它的我就不关心了 :D
ps: 没说明白,是从裸芯上看出来东西.  :victory:
能看到一个器件和能看懂整个芯片的设计是完全不同的2件事。不用这么新的技术,就是早先的SEM也能看。
这贴主要也不是讨论逆向工程

曾经(一两天前)有人说,裸芯即使后端人员也看不出什么?  我就奇了怪了,芯片制造出来运行不了 ,那他们是怎么修正掩膜版设计版面的呢?  :D
后端并不是造个芯片验证前端是否合理或能否生产,事实上,那是后端最后一步。。。。
后端的验证,从电路就开始了。。。
:L 是纯后端的验证和修改, :lol 只返回到掩膜版设计版


又出夹层了…………
35楼,这个步骤恐怕不是后端设计中的吧,这个是生产中的步骤了…………

又出夹层了…………
35楼,这个步骤恐怕不是后端设计中的吧,这个是生产中的步骤了…………
36# 托起航母
不会的,后端的结果是GDS2文件,不会涉及到掩膜的设计的
事实裸芯出问题,必须修改掩膜版. 掩膜版不是一次就能定型的 :lol
其余的我就不清楚了。:D
工艺还在开发中的情况另外  :D