SIイオンの生産のためのAU82SI18液体金属フィールドイオンエミッタ：基本的な特性とメカニズム

フォーカスシリコンビームは、基質汚染の望ましくない効果のないシリコンのリソグラフィなど、直接書き込みアプリケーションに役立ちます。ただし、純粋なシリコンは液体金属イオン源（LMIS）製造に適していないため、シリコンを含む適切な合金を製造する必要があります。このペーパーでは、AUSIソースの日付に報告された最も詳細なビーム質量スペクトルを含む、AU82SI18共有のほぼすべての基本的な側面をカバーしています。この調査で注目に値する発見は、温度によるイオン抽出電圧の挙動に現れ、温度の合金の表面張力係数の異常な挙動です。ただし、この作業からの重要な控除は、二重に帯電したイオンの作成に関与するメカニズムに関係しています。自己整合の理由は、Si2+が直接フィールド蒸発しているが、Au2+がAu+のポストイオン化によって形成されなければならないことを示しています。最後に、クラスターイオンの生成に関する限り、2つの異なるメカニズムが共存しているようです。一方、いくつかの原子のみを含むクラスターイオンの場合、何らかの種類の表面フィールドイオン化メカニズムがその作成に関与する可能性がありますが、より大きなクラスターの場合、おそらくイオンの捕獲による液滴分裂メカニズムは非常に可能性が高いようです。

Focused silicon beams are useful for direct write applications, e.g., lithography on silicon without the undesirable effect of substrate contamination. However, since pure silicon is not amenable to liquid metal ion source (LMIS) manufacture, a suitable alloy containing silicon has to be produced. This paper covers almost all fundamental aspects of a Au82Si18 eutectic, including the most detailed beam mass spectra reported to date of a AuSi source. A finding worthy of note in this investigation, manifested in the behaviour of the ion extraction voltage with temperature, is the abnormal behaviour of the surface tension coefficient of the alloy with temperature. An important deduction from this work, however, concerns the mechanisms responsible for the creation of doubly charged ions: reasons of self-consistency indicate that while Si2+ is directly field evaporated, Au2+ must form by the post-ionization of Au+. Finally, two different mechanisms seem to co-exist, as far as the production of cluster ions is concerned. While for cluster ions containing only a few atoms some sort of surface field-ionization mechanism might be responsible for their creation, for larger clusters, a droplet break-up mechanism, possibly by ion capture, seems very likely.