Просмотр кода страницы Сканирующий гелиевый ионный микроскоп

[[Файл:ORION NanoFab - Helium Ion Microscope (8410606251).jpg|мини|500x500px|Внешний вид Сканирующего Гелий-Ионного Микроскопа (СГИМ)]]
'''Сканирующий гелиевый ионный микроскоп (СГИМ, гелий-ионный микроскоп, ионный гелиевый микроскоп, гелиевый микроскоп, HeIM)''' — сканирующий (растровый) микроскоп, по принципу работы аналогичный [[Сканирующий электронный микроскоп|сканирующему электронному микроскопу]], но использующий вместо электронов пучок [[ион]]ов [[Гелий|гелия]].

== Введение ==
В настоящее время (начало 2016 года) [[Растровая электронная микроскопия|Сканирующая электронная микроскопия]], фактически исчерпала возможности своего дальнейшего развития, поскольку, на протяжении 50-летнего процесса непрерывного совершенствования методов и техники, вплотную подошла к фундаментальному ограничению [[Разрешение (оптика)|предельного разрешения]], которое заключается в невозможности дальнейшего уменьшения диаметра сфокусированного пятна [[Электронный пучок|электронного пучка]] за счёт эффекта [[Дифракция|дифракции]] <ref>{{Книга|автор = David C. Joy|заглавие = Helium Ion Microscopy - Springer|ссылка = https://link.springer.com/book/10.1007/978-1-4614-8660-2|archive-date = 2018-06-06|archive-url = https://web.archive.org/web/20180606083046/https://link.springer.com/book/10.1007/978-1-4614-8660-2}}</ref>.

Согласно теории [[Оптическая система|оптических систем]], разработанной [[Аббе, Эрнст|Эрнстом Аббе]], минимальный диаметр пучка [[Электромагнитная волна|электромагнитной волны]] определяется [[Дифракционный предел|выражением]]:

<math>d_{min}=\lambda/2n</math>  (1)  [[Файл:SEM vs HIM imaging of mouse enamel.jpg|thumb|300x300px|''Сравнение изображений зубной эмали мыши, полученные с помощью СЭМ (a,b) и СГИМ (c,d). Изображения, полученные с помощью СГИМ имеют превосходную глубину резкости, и отображают внутреннюю структуру полостей эмали, которые отображаются в виде чёрных пятен в СЭМ-изображениях.'']], где λ — [[Длина волны|длина]] электромагнитной волны в [[вакуум]]е, n — [[показатель преломления]] среды. 

При этом, длина волны [[Волны де Бройля|Де Бройля]] для заряженной частицы определяется следующим образом:

<math>\lambda={h \over m_q\cdot V}</math>  (2) ,

где  h – [[постоянная Планка]], m<sub>q</sub> – [[масса]] заряженной частицы, V –  [[скорость]] заряженной частицы.,

Как известно, при движении заряженной частицы в однородном [[Электрическое поле|электрическом поле]], его энергия, определяемая как  W=q·U (где q – величина [[Электрический заряд|заряда]] частицы, а U – ускоряющее [[Электрическое напряжение|напряжение]] электрического поля) преобразуется в её [[Кинетическая энергия|кинетическую энергию]] W<sub>к</sub>=m<sub>q</sub>V<sup>2</sup>/2.

В результате, длина волны заряженной частицы, движущейся в однородном электрическом поле, будет определяться как

<math>\lambda= {h \over\sqrt{2\cdot q\cdot m_q\cdot U}}</math>   (3)

Из выражения (3) следует, что [[длина волны]] электрона для ускоряющего [[Электрическое напряжение|напряжения]] 30 кВ составляет порядка 0,01 нм, а минимальный диаметр его пучка в [[вакуум]]е, ограниченный [[Дифракция|дифракцией]], составит 0,05 нм.  Данное ограничение<ref>{{Статья|автор = A. V. Crewe, J. Wall, L. M. Welter|год = 1968-12-01|doi = 10.1063/1.1656079|issn = 0021-8979, 1089-7550|выпуск = 13|страницы = 5861–5868|издание = Journal of Applied Physics|заглавие = A High‐Resolution Scanning Transmission Electron Microscope|ссылка = http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jap/39/13/10.1063/1.1656079|том = 39|archivedate = 2016-03-03|archiveurl = https://web.archive.org/web/20160303024244/http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jap/39/13/10.1063/1.1656079}}</ref> было предложено преодолеть путём замены электрона на ион [[Гелий|гелия]]<ref name=autogenerated3>{{Статья|автор = Erwin W. Müller, John A. Panitz, S. Brooks McLane|год = 1968-01-01|doi = 10.1063/1.1683116|issn = 0034-6748, 1089-7623|выпуск = 1|страницы = 83–86|издание = Review of Scientific Instruments|заглавие = The Atom‐Probe Field Ion Microscope|ссылка = http://scitation.aip.org/content/aip/journal/rsi/39/1/10.1063/1.1683116|том = 39|archivedate = 2016-02-25|archiveurl = https://web.archive.org/web/20160225183630/http://scitation.aip.org/content/aip/journal/rsi/39/1/10.1063/1.1683116}}</ref>, которые примерно в 7300 раз тяжелее электронов, и таким образом, для всех значений ускоряющих напряжений, как следует из (3), имеют гораздо меньшую [[Длина волны|длину волны]], и, следовательно, меньший диаметр [[Фокус (физика)|фокусировки]].  

Согласно теории [[Гауссов пучок|Гауссовых пучков]], угол сходимости [[Гауссов пучок|Гауссового пучка]] Ə выражается как  

<math>\Theta={\lambda \over \pi\cdot\omega_0}</math> (4),

где w<sub>0</sub> - минимальная полуширина [[Гауссов пучок|Гауссового пучка]], λ - длина волны излучения. Таким образом, обратно пропорциональная углу сходимости [[Глубина резко изображаемого пространства|ГРИП]] будет тем больше чем меньше длина волны. Сравнивая [[Растровый электронный микроскоп|СЭМ]] и СГИМ, [[Глубина резко изображаемого пространства|ГРИП]] последнего будет больше на два порядка.

Таким образом, с помощью СГИМ можно получать данные, которые невозможно получить с помощью [[микроскоп]]ов, которые используют [[фотон]]ы или [[электрон]]ы в качестве источника излучения.  

При этом, как и в других системах [[Фокусируемый ионный пучок|сфокусированных ионных пучков]], СГИМ  позволяет сочетать модификацию образцов с их локальным анализом с суб-нанометровым разрешением<ref>{{Статья|автор = Iberi, Vighter; Vlassiouk, Ivan; Zhang, X.-G.; Matola, Brad; Linn, Allison; Joy, David C.; Rondinone, Adam J. (2015). 
 Scientific Reports 5: 11952. doi:10.1038/srep11952. PMC 4493665. PMID 26150202.|заглавие = Maskless Lithography and in situ Visualization of Conductivity of Graphene using Helium Ion Microscopy|ссылка = http://europepmc.org/articles/pmc4493665|язык = English|издание = Europe PMC Scientific Reports 5: 11952. doi:10.1038/srep11952. PMC 4493665. PMID 26150202.|тип = Report|год = 2015|месяц = 7|число = |том = |номер = |страницы = |issn = |doi = 10.1038/srep11952}}</ref>.  

При взаимодействии Гелий-ионного пучка с образцом, происходит возбуждение гораздо меньшего объёма образца, и, следовательно, обеспечение резких изображений с большой [[Глубина резко изображаемого пространства|глубиной резкости]] изображаемого пространства для широкого диапазона материалов.  

По сравнению с [[Растровый электронный микроскоп|СЭМ]], процент выхода вторичных электронов достаточно высок, что позволяет СГИМ работать со сверхнизкими токами пучка (до 1 фемтоампера).

==== Основные преимущества СГИМ по сравнению с СЭМ<ref>{{Статья|автор = C. Rodenburg, M. A. E. Jepson, Stuart A. Boden, Darren M. Bagnall|год = 2014-01-01|doi = 10.1088/1742-6596/522/1/012049|issn = 1742-6596|выпуск = 1|язык = en|страницы = 012049|издание = Journal of Physics: Conference Series|заглавие = Helium ion microscopy and energy selective scanning electron microscopy – two advanced microscopy techniques with complementary applications|ссылка = http://stacks.iop.org/1742-6596/522/i=1/a=012049|том = 522}}</ref> ====
* Высокое пространственное разрешение до 0,25 [[Нанометр|нм]] (Благодаря свойствам [[ион]]ов [[Гелий|Гелия]] и малой области взаимодействия ионов с образцов)
* Малое влияние [[Дифракция|дифракционных эффектов]] на качество [[Изображение|изображения]] благодаря большой массе [[ион]]ов по сравнению с [[электрон]]ами.  
* Более высокая чувствительность к рельефу поверхности образца (благодаря локализации генерации вторичных электронов в приповерхностных (3-5 нм) слоях образца)
* Более качественные изображения во вторичных ионах при сравнимых воздействиях пучком заряженных частиц на образец (среднее количество сгенерированных ионом вторичных электронов выше, чем сгенерированных электроном) 
* Глубина резкости изображения в СГИМ в 5-10 раз больше чем СЭМ. 
* Исследование диэлектрических материалов гораздо проще благодаря более низким токам пучка и отсутствию сложных систем компенсации заряда.

== Источник ионов ==
В отличие от большинства приборов со [[Сфокусированный ионный пучок|сфокусированным ионным пучком]], использующих жидкометаллические источники ионов, в СГИМ используется газовый [[Автоионизация|автоионный]] источник.<ref name=autogenerated3 /><ref>{{Статья|автор = J. Orloff, L. W. Swanson|год = 1979-04-01|doi = 10.1063/1.326260|issn = 0021-8979, 1089-7550|выпуск = 4|страницы = 2494–2501|издание = Journal of Applied Physics|заглавие = An asymmetric electrostatic lens for field‐emission microprobe applications|ссылка = http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jap/50/4/10.1063/1.326260|том = 50|archivedate = 2016-02-29|archiveurl = https://web.archive.org/web/20160229125543/http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jap/50/4/10.1063/1.326260}}</ref>

К источнику [[ион]]ов [[Гелий|Гелия]] СГИМ предъявляется ряд требований:
* Источник ионов СГИМ должен обладать достаточной '''[[яркость]]ю''' для обеспечения оптимального [[Отношение сигнал/шум|отношения сигнал/шум]] детектора
* Источник ионов должен быть '''компактным''' с тем, чтобы была возможность размещать его внутри колонны СГИМ и минимизировать вибрации.
* Источник ионов СГИМ должен быть '''стабильным''', чтобы обеспечивать минимальную флуктуацию потока ионов в течение нескольких часов работы.
* Источник ионов СГИМ должен работать в '''широком диапазоне энергий''', не менее 10 эВ - 30 кэВ
В качестве источника используется остриё из [[вольфрам]]а, к которому приложено высокое [[Электрическое напряжение|напряжение]]. Выбор [[вольфрам]]а в качестве материала [[эмиттер]]а обусловлен тем, что он обладает необходимыми механическими свойствами, которые позволяют исключить его [[Деформация|деформацию]] под  действием сильных [[Электростатическое поле|электростатических полей]] и низкокотемпературных режимов работы. В результате специального термополевого цикла на заточенном конце вольфрамовой проволоки формируется трёхгранная пирамида, на вершине которой располагаются одиночный атом [[вольфрам]]а. Газообразный [[гелий]] ионизуется в сильном [[Электрическое поле|электрическом поле]] вблизи острия, принципы [[Автоионизация|автоионизации]] описаны в работах Мюллера<ref>''E. W. Muller, T. T. Tsong'', Field Ion Microcopy Principles and Applications, Elsevier New York (1969)</ref>. Режим автоионного микроскопа позволяет наблюдать источник с атомарным разрешением, что используется для формирования и [[Юстировка|юстировки]] источника. Для стабилизации источника и повышения эффективности [[Автоионизация|автоионизации]] остриё охлаждается [[Жидкий азот|жидким азотом]].

Величина генерируемого ионного [[Электрический ток|тока]] изменяется квазилинейно с ростом давления гелия в диапазоне давлений до 100:1, с максимальным значением тока эмиссии до 100 pA. Температурный режим подбирается исходя из оптимальных параметров генерируемого ионного тока. Так,  если температура будет слишком низкая, то скорость поглощения ионов гелия будет слишком медленной. С другой стороны, при слишком высоких значениях температуры, поляризованные атомы [[Гелий|Гелия]] будут обладать слишком большой [[Кинетическая энергия|кинетической энергией]], и не удерживаться на наконечнике источника достаточное время, с тем чтобы быть эффективно [[Ионизация|ионизированными]]. Стабильность тока пучка ионов в СГИМ обеспечивается обычно на уровне 2-3%/час. 

== Оптическая система  ==

Для фокусировки и отклонения ионного пучка используется [[Электростатика|электростатическая]] [[Оптическая система|оптическая схема]], аналогичная системам со [[Сфокусированный ионный пучок|сфокусированным ионным пучком]].

Зависимость ионного [[Электрический ток|тока]] от приложенного [[Электрическое напряжение|напряжения]] нелинейно, по мере увеличения [[Электрическое напряжение|напряжения]], [[Электрический ток|ток]] [[Электронная эмиссия|эмиссии]] возрастает, достигает своего максимального значения, после чего начинает убывать. При дальнейшем повышении [[Электрическое напряжение|напряжения]], его [[Энергия|энергии]] начинает хватать для отрыва [[атом]]ов [[катод]]а, тем самым затупляя его конец и ухудшая его характеристики. [[Электрическое напряжение|Напряжение]], при котором [[Электрический ток|ток]] [[Электронная эмиссия|эмиссии]] достигает своего максимального значения называется «напряжением наилучшего изображения, ННИ» (BIV, Best Image Voltage), и для [[ион]]ов [[Гелий|гелия]], это происходит при величине [[Электрическое поле|электрического поля]] в области острия [[катод]]а около 4,5 В/Å. На данное значение влияет форма острия [[катод]]а, (чем острее конец катода, тем меньшее напряжение нужно приложить для достижения ННИ).

На рисунке показаны основные оптические компоненты СГИМ (на примере модели [[Carl Zeiss]] [http://www.zeiss.com/microscopy/en_de/products/multiple-ion-beam/orion-nanofab-for-materials.html ORION]). Все [[Электростатическая линза|линзы]], сканеры и дефлекторы являются [[Электростатика|электростатическими]], потому что траектория движения заряженных частиц, и в частности, [[ион]]ов очень слабо зависит от [[Магнитное поле|магнитных полей]]. [[Ион]]ы, образующиеся с помощью источника, достигают требуемой энергии ускорения и проходят через [[Диафрагма объектива|диафрагму]], которая формирует пучок [[ион]]ов, отсекая внеосевые ионы. Далее пучок [[ион]]ов проходит через группу [[Электростатическая линза|электростатических линз]], которые выполняют его [[Коллимация|коллимацию]] и подстройку. Регулируемая апертурная [[Диафрагма (оптика)|диафрагма]] позволяет подбирать оптимальное соотношение разрешения и [[Глубина резко изображаемого пространства|глубины резкости]] изображения с одной стороны и [[Электрический ток|тока]] пучка с другой (путём изменения диаметра поперечного сечения пучка [[ион]]ов). Далее пучок [[ион]]ов проходит через систему отклоняющих катушек, которая реализует алгоритм сканирования пучка (отклоняет его в заданном направлении в зависимости от приложенного управляющего [[Электрическое напряжение|напряжения]]). Затем пучок ионов фокусируется на образце с помощью электромагнитного объектива (Final lens). 

== Взаимодействие ионов с веществом ==
Ионы, как и [[электрон]]ы в [[Растровый электронный микроскоп|СЭМ]], могут проникать во внутренний объём твердых и жидких образцов. Поскольку отслеживать траектории движения каждого [[ион]]а в отдельности невозможно, описание их взаимодействия с веществом носит статистический характер (рассматриваются усреднённые параметры). Для описания средней максимальной глубины проникновения [[ион]]ов в образец используют приближение Kanaya и Okayama <ref>{{Статья|автор = K. Kanaya, S. Okayama|год = 1972-01-01|doi = 10.1088/0022-3727/5/1/308|issn = 0022-3727|выпуск = 1|язык = en|страницы = 43|издание = Journal of Physics D: Applied Physics|заглавие = Penetration and energy-loss theory of electrons in solid targets|ссылка = http://stacks.iop.org/0022-3727/5/i=1/a=308|том = 5}}</ref>, которое учитывает [[плотность]] образца и [[Энергия|энергию]] пучка [[ион]]ов.

В результате взаимодействия ускоренных ионов с веществом [[кинетическая энергия]] налетающих ионов передаётся [[электрон]]ам и [[атом]]ам материала. При этом некоторые из электронов вещества вылетают в [[вакуум]] (вторичные электроны).Часть ионов [[Гелий|гелия]] отражается от атомов вещества назад (Обратнорасеяные ионы). Кроме того, некоторые из [[атом]]ов вещества могут быть выбиты налетающими [[ион]]ами, что приводит к распылению материала.

[[Импульс]] налетающих [[ион]]ов слишком мал для эффективного возбуждения глубоких [[Энергетический уровень|уровней атомов]], поэтому возбуждения [[Рентгеновское излучение|рентгеновского излучения]] в СГИМ не наблюдается.

Генерация в СГИМ вторичных электронов аналогична данному процессу в [[Растровый электронный микроскоп|СЭМ]], однако сигнал вторичных [[электрон]]ов при их возбуждении ионами в СГИМ при тех же условиях и для того же образца, почти всегда будет мощнее, чем при возбуждении электронами в [[Растровый электронный микроскоп|СЭМ]], поскольку тормозная способность материала для [[ион]]ов значительно выше, чем для [[электрон]]ов. В результате, генерация вторичных [[электрон]]ов в СГИМ происходит в приповерхностных слоях образца, и имеют большую вероятность выхода из образца, в отличие от [[Растровый электронный микроскоп|СЭМ]], где генерация вторичных [[ион]]ов распределена в объёме образца. Для математического описания процесса генерации вторичных электронов используется [[Вычислительные методы|численный метод]] [[Метод Монте-Карло|Монте-Карло]]<ref>{{Статья|автор = Z. J. Ding, X. D. Tang, R. Shimizu|год = 2001-01-01|doi = 10.1063/1.1331645|issn = 0021-8979, 1089-7550|выпуск = 1|страницы = 718–726|издание = Journal of Applied Physics|заглавие = Monte Carlo study of secondary electron emission|ссылка = http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jap/89/1/10.1063/1.1331645|том = 89|archivedate = 2016-02-25|archiveurl = https://web.archive.org/web/20160225094059/http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jap/89/1/10.1063/1.1331645}}</ref><ref>{{Статья|автор = R. Shimizu, Ding Ze-Jun|год = 1992-01-01|doi = 10.1088/0034-4885/55/4/002|issn = 0034-4885|выпуск = 4|язык = en|страницы = 487|издание = Reports on Progress in Physics|заглавие = Monte Carlo modelling of electron-solid interactions|ссылка = http://stacks.iop.org/0034-4885/55/i=4/a=002|том = 55}}</ref>.

Образование обратнорассеянных [[ион]]ов после их соударения с образцом происходит в некотором [[Телесный угол|телесном угле]]. Размер и форма области локализации обратнорассеяных [[ион]]ов важна, поскольку они влияют на качество регистрируемого сигнала как обратнорассеянных [[ион]]ов, так и вторичных [[электрон]]ов. Увеличенный [[телесный угол]] рассеяния [[ион]]ов на [[атом]]ах исследуемого материала (по сравнению с [[электрон]]ами), позволяет повысить [[Оптический контраст|контраст]] по [[Зарядовое число|атомному номеру]], как в режиме регистрации вторичных [[электрон]]ов, так и при регистрации обратно-рассеянных [[ион]]ов. Если область локализации вторичных [[ион]]ов мала по объёму, то их высокая [[Концентрация частиц|концентрация]] способствует высокому пространственному [[Разрешение (оптика)|разрешению]] во вторичных [[ион]]ах. С другой стороны, высокая [[Концентрация частиц|концентрация]] вторичных [[ион]]ов в области падения ионного пучка на образец, будет ухудшать [[Оптический контраст|контраст]] и разрешение сигнала во вторичных [[электрон]]ах вследствие их [[Рекомбинация (химия)|рекомбинации]] с ионами. Детектирование обратнорассеянных [[ион]]ов позволяет также исследовать свойства  [[Кристаллическая решётка|кристаллической решетки]] образца.  

Оптимальный режим работы подбирается исходя из характеристик исследуемого образца путём подбора типа [[ион]]ов (для этого в СГИМ [[Carl Zeiss]] Orion помимо ионов [[Гелий|гелия]] используются ионы [[неон]]а и [[Галлий|галлия]]), ускоряющего [[Электрическое напряжение|напряжение]], [[Фокус (физика)|фокусировки]] и режима сканирования. 

Для тонких образцов СГИМ позволяет работать в режиме просвечивающего сканирования, подобно [[Просвечивающий растровый электронный микроскоп|просвечивающему растровому электронному микроскопу]]<ref>{{Cite web|accessdate = 2016-02-18|author = Billy W. Ward|date = 2008-01-22|title = Scanning transmission ion microscope|url = http://www.google.com/patents/US7321118|archive-date = 2016-04-02|archive-url = https://web.archive.org/web/20160402061453/http://www.google.com/patents/US7321118|deadlink = no}}</ref><ref name=autogenerated1>{{Статья|автор = Dc Joy, J Notte IV, R Hill, Sm McVey, R Ramachandra|год = 2010-07-01|doi = 10.1017/S1431927610053791|issn = 1435-8115|выпуск = Supplement S2|страницы = 604–605|издание = Microscopy and Microanalysis|заглавие = Scanning Transmission Ion Microscopy and Diffraction Imaging|ссылка = http://journals.cambridge.org/article_S1431927610053791|том = 16}}</ref><ref name=autogenerated1 /><ref>{{Cite web|accessdate = 2016-02-18|author = Europe PMC|title = Scanning transmission ion microscopy as it complements particle induced x-ray emission... - Abstract - Europe PMC|url = http://europepmc.org/abstract/med/3116664|publisher = europepmc.org}}</ref>. Для этих целей в схему СГИМ вводится специальный адаптер<ref>{{Статья|автор = David C. Joy|год = 2013-01-01|doi = 10.1007/978-1-4614-8660-2_4|isbn = 9781461486596, 9781461486602|язык = en|страницы = 17–37|издание = Helium Ion Microscopy|заглавие = Ion–Solid Interactions and Image Formation|ссылка = https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4614-8660-2_4|издательство = Springer New York|archivedate = 2018-06-16|archiveurl = https://web.archive.org/web/20180616234257/https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-1-4614-8660-2_4}}</ref>

== Детекторы ==
СГИМ оборудован двумя детекторами:
* [[детектор Эверхарта-Торнли|детектором Эверхарта-Торнли]] для регистрации вторичных электронов<ref>{{Статья|автор = Yu V. Petrov, O. F. Vyvenko, A. S. Bondarenko|год = 2010-10-12|doi = 10.1134/S1027451010050186|issn = 1027-4510, 1819-7094|выпуск = 5|язык = en|страницы = 792–795|издание = Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques|заглавие = Scanning helium ion microscope: Distribution of secondary electrons and ion channeling|ссылка = https://link.springer.com/article/10.1134/S1027451010050186|том = 4|archivedate = 2018-06-05|archiveurl = https://web.archive.org/web/20180605211306/https://link.springer.com/article/10.1134%2FS1027451010050186}}</ref>
* [[Микроканальная пластина|микроканальной пластиной]] для регистрации обратнорассеянных ионов<ref>{{Статья|автор = Sybren Sijbrandij, John Notte, Larry Scipioni, Chuong Huynh, Colin Sanford|год = 2010-01-01|doi = 10.1116/1.3271254|issn = 2166-2746, 2166-2754|выпуск = 1|страницы = 73–77|издание = Journal of Vacuum Science & Technology B|заглавие = Analysis and metrology with a focused helium ion beama)|ссылка = http://scitation.aip.org/content/avs/journal/jvstb/28/1/10.1116/1.3271254|том = 28|archivedate = 2016-02-25|archiveurl = https://web.archive.org/web/20160225085340/http://scitation.aip.org/content/avs/journal/jvstb/28/1/10.1116/1.3271254}}</ref>.

== Компенсация заряда ==
Для компенсации положительного электрического заряда, накапливающегося на поверхности [[Диэлектрики|диэлектрических материалов]], используется расфокусированный [[электронный пучок]].

== Применение  ==
Основными областями применения СГИМ являются:

=== 1. Микроскопия образца ===

====== 1.1. Микроскопия диэлектрических материалов и биологических образцов ======
Благодаря использованию расфокусированного пучка электронов для компенсации [[Электрический заряд|заряда]] образца, СГИМ позволяет получить изображения [[Диэлектрик|диэлектрических]] материалов, и, в частности непокрытых биологических образцов с высоким разрешением. Так, с помощью  СГИМ в крыльях бабочек из семейства ''[[Парусник Улисс|Papilio ulysses]]'' были выявлены новые наноразмерные структуры, которые было невозможно визуализировать с помощью [[Растровый электронный микроскоп|СЭМ]]<ref>{{Статья|автор = Stuart A. Boden, Asa Asadollahbaik, Harvey N. Rutt, Darren M. Bagnall|год = 2012-03-01|doi = 10.1002/sca.20267|issn = 1932-8745|выпуск = 2|язык = en|страницы = 107–120|издание = Scanning|заглавие = Helium ion microscopy of Lepidoptera scales|ссылка = http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sca.20267/abstract|том = 34|archivedate = 2016-04-14|archiveurl = https://web.archive.org/web/20160414170809/http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sca.20267/abstract}}</ref>. Также СГИМ успешно применяется для визуализации внутриклеточных структур.<ref>{{Cite web|accessdate = 2016-02-18|title = NMI :: Helium Ion Microscopy (HIM) for the imaging of biological samples at sub-nanometer resolution|url = http://www.nmi.de/nc/en/about-us/topics/publications/details-publications/artikel/helium-ion-microscopy-him-for-the-imaging-of-biological-samples-at-sub-nanometer-resolution/|publisher = www.nmi.de|archive-date = 2016-03-08|archive-url = https://web.archive.org/web/20160308085424/http://www.nmi.de/nc/en/about-us/topics/publications/details-publications/artikel/helium-ion-microscopy-him-for-the-imaging-of-biological-samples-at-sub-nanometer-resolution/|deadlink = no}}</ref><ref>{{Статья|автор = Matthew S. Joens, Chuong Huynh, James M. Kasuboski, David Ferranti, Yury J. Sigal|год = 2013-12-17|doi = 10.1038/srep03514|язык = en|издание = Scientific Reports|заглавие = Helium Ion Microscopy (HIM) for the imaging of biological samples at sub-nanometer resolution|ссылка = http://www.nature.com/articles/srep03514|том = 3|archivedate = 2016-02-17|archiveurl = https://web.archive.org/web/20160217081544/http://www.nature.com/articles/srep03514}}</ref><ref>{{Cite web|accessdate = 2016-02-18|title = Helium Ion Microscopy of Microstructures and Biological Samples|url = https://www.researchgate.net/publication/267768136_Helium_Ion_Microscopy_of_Microstructures_and_Biological_Samples|publisher = ResearchGate|archive-date = 2016-02-25|archive-url = https://web.archive.org/web/20160225172609/https://www.researchgate.net/publication/267768136_Helium_Ion_Microscopy_of_Microstructures_and_Biological_Samples|deadlink = no}}</ref> В частности, с его помощью проводятся исследования структуры пор в [[Эпителий|эпителиальных]] [[клетка]]х [[Аденокарцинома|аденокарциномы]] человека Caco2.<ref>{{Статья|автор = D. Bazou, G. Behan, C. Reid, J.j. Boland, H.z. Zhang|год = 2011-06-01|doi = 10.1111/j.1365-2818.2010.03467.x|issn = 1365-2818|выпуск = 3|язык = en|страницы = 290–294|издание = Journal of Microscopy|заглавие = Imaging of human colon cancer cells using He-Ion scanning microscopy|ссылка = http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-2818.2010.03467.x/abstract|том = 242|archivedate = 2014-12-28|archiveurl = https://web.archive.org/web/20141228161813/http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-2818.2010.03467.x/abstract}}</ref> Благодаря высокому пространственному разрешению, СГИМ позволил изучить [[Белки|белковые]] структуры [[Быки|бычьей]] [[Печень|печени]] <ref>{{Статья|автор = A. Lysse, Carl Zeiss Microscopy|заглавие = |ссылка = |язык = |издание = |тип = |год = |месяц = |число = |том = |номер = |страницы = |issn = }}</ref>(в ходе исследований было установлено, что она имеет структурированную пространственную ориентацию с  шагом сетки 8,8 нм × 6,7 нм) и [[Почка (анатомия)|почек]] крысы<ref>{{Статья|автор = William L. Rice, Alfred N. Van Hoek, Teodor G. Păunescu, Chuong Huynh, Bernhard Goetze|год = 2013-03-07|doi = 10.1371/journal.pone.0057051|выпуск = 3|страницы = e57051|издание = PLoS ONE|заглавие = High Resolution Helium Ion Scanning Microscopy of the Rat Kidney|ссылка = https://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0057051|том = 8}}</ref>. Также применение СГИМ позволяет анализировать трёхмерное распределение минеральных и органических фаз ([[Белки|протеина, амелогенина]], [[Зубная эмаль|эмали]]) в [[Зуб (биология)|зубе]] [[Мышиные|мыши]].<ref>{{Статья|автор = Felicitas B. Bidlack, Chuong Huynh, Jeffrey Marshman, Bernhard Goetze|год = 2014-10-10|doi = 10.3389/fphys.2014.00395|issn = 1664-042X|издание = Frontiers in Physiology|заглавие = Helium ion microscopy of enamel crystallites and extracellular tooth enamel matrix|ссылка = https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4193210/|том = 5}}</ref> Кроме того, СГИМ успешно применяется для исследований [[Биополимеры|биополимеров]].<ref>{{Cite web|url = https://www.infona.pl/resource/bwmeta1.element.elsevier-24eaf1e7-34c7-3172-a5e7-16872324cd89|title = Imaging in the modern age|author = Gerra L. Bosco|work = |date = 2011-08-30|publisher = |doi = 10.1016/j.trac.2011.07.009|access-date = 2016-02-18|archive-date = 2016-02-23|archive-url = https://web.archive.org/web/20160223212542/https://www.infona.pl/resource/bwmeta1.element.elsevier-24eaf1e7-34c7-3172-a5e7-16872324cd89|deadlink = no}}</ref>

====== 1.2. Получение изображений подповерхностных слоев ======


Анализ обратнорассеянных ионов [[Гелий|гелия]] в СГИМ позволил разработать бесконтактный метод оценки электронных межсоединений<ref>{{Статья|автор = Raoul van Gastel, Gregor Hlawacek, Harold J. W. Zandvliet, Bene Poelsema|год = 2012-09-01|doi = 10.1016/j.microrel.2012.06.130|выпуск = 9–10|страницы = 2104–2109|издание = Microelectronics Reliability|заглавие = Subsurface analysis of semiconductor structures with helium ion microscopy|ссылка = http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0026271412003277|том = 52}}</ref>.

====== 1.3. Ионолюминесценция ======
([[люминесценция]], возбуждаемая бомбардировкой образца ионами)

С помощью ионолюминесценции СГИМ проводится ряд исследований свойств [[Запрещённая зона|запрещённой зоны]] [[Полупроводник|полупроводниковых материалов]]<ref>{{Статья|автор = Vasilisa Veligura, Gregor Hlawacek, Uwe Jahn, Raoul van Gastel, Harold J. W. Zandvliet|год = 2014-05-14|doi = 10.1063/1.4875480|issn = 0021-8979, 1089-7550|выпуск = 18|страницы = 183502|издание = Journal of Applied Physics|заглавие = Creation and physical aspects of luminescent patterns using helium ion microscopy|ссылка = http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jap/115/18/10.1063/1.4875480|том = 115|archivedate = 2016-02-25|archiveurl = https://web.archive.org/web/20160225111158/http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jap/115/18/10.1063/1.4875480}}</ref>, тонких плёнок [[Нитрид галлия|GaN]] на [[Сапфир|сапфире,]]<ref>{{Статья|doi = 10.1143/jjap.37.l398/pdf|заглавие = http://iopscience.iop.org/article/10.1143/JJAP.37.L398/pdf|ссылка = http://iopscience.iop.org/article/10.1143/JJAP.37.L398/pdf}}</ref> [[Легирование (полупроводники)|легированных]] [[Церий|церием]] [[Квантовая точка|квантовых точек]] в [[Гранат (минерал)|гранате]] и [[Легирование (полупроводники)|легированные]] [[Фосфат лантана(III)|LaPO<sub>4</sub>]] [[нанокристалл]]ов.<ref>{{Статья|автор = Stuart A. Boden, Thomas M.W. Franklin, Larry Scipioni, Darren M. Bagnall, Harvey N. Rutt|год = 2012-12-01|doi = 10.1017/S1431927612013463|issn = 1435-8115|выпуск = 06|страницы = 1253–1262|издание = Microscopy and Microanalysis|заглавие = Ionoluminescence in the Helium Ion Microscope|ссылка = http://journals.cambridge.org/article_S1431927612013463|том = 18}}</ref>

====== 1.4.Визуализация структур графена ======
СГИМ широко используется для исследования свойства [[графен]]а в различных формах (как находящегося в свободно подвешенном состоянии, так и расположенного на подложке из [[Диоксид кремния|диоксида кремния]])<ref>{{Cite web|accessdate = 2016-02-19|title = Conduction tuning of graphene based on defect-induced localization.|url = http://www.pubfacts.com/detail/23786356/Conduction-tuning-of-graphene-based-on-defect-induced-localization.|publisher = www.pubfacts.com}}</ref><ref>{{Статья|автор = J. Grisolia, N. Decorde, M. Gauvin, N. M. Sangeetha, B. Viallet|год = 2015-01-01|doi = 10.1088/0957-4484/26/33/335702|issn = 0957-4484|выпуск = 33|язык = en|страницы = 335702|издание = Nanotechnology|заглавие = Electron transport within transparent assemblies of tin-doped indium oxide colloidal nanocrystals|ссылка = http://stacks.iop.org/0957-4484/26/i=33/a=335702|том = 26}}</ref><ref>{{Статья|автор = Vighter Iberi, Ivan Vlassiouk, X.-G. Zhang, Brad Matola, Allison Linn|год = 2015-07-07|doi = 10.1038/srep11952|язык = en|издание = Scientific Reports|заглавие = Maskless Lithography and in situ Visualization of Conductivity of Graphene using Helium Ion Microscopy|ссылка = http://www.nature.com/articles/srep11952|том = 5|archivedate = 2016-02-29|archiveurl = https://web.archive.org/web/20160229161144/http://www.nature.com/articles/srep11952}}</ref>, а также проницаемость его пор для различных атомов<ref>{{Статья|автор = J. Scott Bunch, Scott S. Verbridge, Jonathan S. Alden, Arend M. van der Zande, Jeevak M. Parpia|год = 2008-07-17|doi = 10.1021/nl801457b|выпуск = 8|язык = EN|страницы = 2458–2462|издание = Nano Letters|заглавие = Impermeable Atomic Membranes from Graphene Sheets|ссылка = http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl801457b|том = 8|archivedate = 2014-07-09|archiveurl = https://web.archive.org/web/20140709233637/http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl801457b}}</ref><ref>{{Статья|автор = Hong Zhang, Yoshiyuki Miyamoto, Angel Rubio|год = 2012-12-27|doi = 10.1103/PhysRevLett.109.265505|выпуск = 26|страницы = 265505|издание = Physical Review Letters|заглавие = \textit{Ab initio}   Simulation of Helium-Ion Microscopy Images: The Case of Suspended Graphene|ссылка = http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.109.265505|том = 109}}</ref>, свойства ширины его запрещённой зоны<ref>{{Статья|автор = Ahmad N. Abbas, Gang Liu, Bilu Liu, Luyao Zhang, He Liu|год = 2014-01-27|doi = 10.1021/nn405759v|выпуск = 2|язык = EN|страницы = 1538–1546|издание = ACS Nano|заглавие = Patterning, Characterization, and Chemical Sensing Applications of Graphene Nanoribbon Arrays Down to 5 nm Using Helium Ion Beam Lithography|ссылка = http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn405759v|том = 8|archivedate = 2017-05-18|archiveurl = https://web.archive.org/web/20170518184052/http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn405759v}}</ref> и особенности процессов его формирования для устройств наноэлектроники<ref>{{Статья|автор = Max C. Lemme, David C. Bell, James R. Williams, Lewis A. Stern, Britton W. H. Baugher|год = 2009-09-22|doi = 10.1021/nn900744z|выпуск = 9|язык = EN|страницы = 2674–2676|издание = ACS Nano|заглавие = Etching of Graphene Devices with a Helium Ion Beam|ссылка = http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn900744z|том = 3}}</ref><ref>{{Статья|автор = S. A. Boden, Z. Moktadir, D. M. Bagnall, H. Mizuta, H. N. Rutt|год = 2011-08-01|doi = 10.1016/j.mee.2010.11.041|выпуск = 8|страницы = 2452–2455|издание = Microelectronic Engineering|заглавие = Focused helium ion beam milling and deposition|ссылка = http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167931710004624|том = 88}}</ref>

=== 2. Модификация образца ===
Модификация образца в СГИМ проводится путём напыления и травления материалов, аналогично методу [[Сфокусированный ионный пучок|сфокусированного ионного пучка]] в [[Растровый электронный микроскоп|СЭМ]]. Однако данные методы используют различные [[ион]]ы для модификации образца. Так, в СГИМ в качестве [[ион]]ов для бомбардировки образца используются [[ион]]ы [[Гелий|гелия]], [[неон]]а и [[Галлий|галлия]], а в [[Растровый электронный микроскоп|СЭМ]] – [[Галлий|галлия]], [[Золото|золота]] и [[Иридий|иридия]]).[[Файл:ORION NanoFab - Helium Ion Microscope (8410606251).jpg|alt=Helium Ion Microscope|thumb|300x300px|Внешний вид Сканирующего Гелий Ионного Микроскопа Carl Zeiss ORION]]
====== 2.1. Ионно-лучевая литография ======
Традиционно, рельеф [[фоторезист]]ов формируется методами [[Фокусируемый ионный пучок|сфокусированного ионного пучка]] и [[Электронная литография|электронно-лучевой литографии]]. Преимущества [[Фокусируемый ионный пучок|ионно-лучевой литографии]] в сравнении с [[Электронная литография|электронно-лучевой]] заключаются в том, что [[фоторезист]]ы более чувствительны к пучкам [[ион]]ов, чем [[электрон]]ов и отсутствует «эффект близости» («proximity effect»), который ограничивает минимально возможный размер модифицируемой области  при электронно-лучевой литографии.<ref>{{Статья|автор = Liming Ren, Baoqin Chen|год = 2004-10-01|doi = 10.1109/ICSICT.2004.1435073|страницы = 579–582 vol.1|издание = 7th International Conference on Solid-State and Integrated Circuits Technology, 2004. Proceedings|заглавие = Proximity effect in electron beam lithography|ссылка = http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=1435073&url=http%253A%252F%252Fieeexplore.ieee.org%252Fxpls%252Fabs_all.jsp%253Farnumber%253D1435073|том = 1}}</ref><ref>{{Статья|автор = Geraint Owen, Paul Rissman|год = 1983-06-01|doi = 10.1063/1.332426|issn = 0021-8979, 1089-7550|выпуск = 6|страницы = 3573–3581|издание = Journal of Applied Physics|заглавие = Proximity effect correction for electron beam lithography by equalization of background dose|ссылка = http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jap/54/6/10.1063/1.332426|том = 54|archivedate = 2016-02-25|archiveurl = https://web.archive.org/web/20160225180649/http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jap/54/6/10.1063/1.332426}}</ref> А преимущество СГИМ по сравнению с технологией [[Фокусируемый ионный пучок|сфокусированного ионного пучка]] заключается в возможности сфокусировать пучок в меньшую область и в возможности работы с более легкими ионами. Так, применение СГИМ в качестве ионно-лучевого литографа позволяет достичь новых технологических норм (менее 10 нм).<ref>{{Статья|автор = Diederik Maas, Emile van Veldhoven, Ping Chen, Vadim Sidorkin, Huub Salemink|год = 2010-01-01|doi = 10.1117/12.862438|страницы = 763814–763814-10|заглавие = Nanofabrication with a helium ion microscope|ссылка = https://dx.doi.org/10.1117/12.862438|том = 7638}}</ref><ref>{{Статья|автор = D. Winston, B. M. Cord, B. Ming, D. C. Bell, W. F. DiNatale|год = 2009-11-01|doi = 10.1116/1.3250204|issn = 2166-2746, 2166-2754|выпуск = 6|страницы = 2702–2706|издание = Journal of Vacuum Science & Technology B|заглавие = Scanning-helium-ion-beam lithography with hydrogen silsesquioxane resist|ссылка = http://scitation.aip.org/content/avs/journal/jvstb/27/6/10.1116/1.3250204|том = 27|archivedate = 2016-02-25|archiveurl = https://web.archive.org/web/20160225164349/http://scitation.aip.org/content/avs/journal/jvstb/27/6/10.1116/1.3250204}}</ref><ref>{{Статья|автор = David C. Bell, Max C. Lemme, Lewis A. Stern, Charles M. Marcus|год = 2009-11-01|doi = 10.1116/1.3237113|issn = 2166-2746, 2166-2754|выпуск = 6|страницы = 2755–2758|издание = Journal of Vacuum Science & Technology B|заглавие = Precision material modification and patterning with He ions|ссылка = http://scitation.aip.org/content/avs/journal/jvstb/27/6/10.1116/1.3237113|том = 27|archivedate = 2016-02-25|archiveurl = https://web.archive.org/web/20160225171436/http://scitation.aip.org/content/avs/journal/jvstb/27/6/10.1116/1.3237113}}</ref><ref>{{Статья|автор = Paul F. A. Alkemade, Emma M. Koster, Emile van Veldhoven, Diederik J. Maas|год = 2012-03-01|doi = 10.1002/sca.21009|issn = 1932-8745|выпуск = 2|язык = en|страницы = 90–100|издание = Scanning|заглавие = Imaging and Nanofabrication With the Helium Ion Microscope of the Van Leeuwenhoek Laboratory in Delft|ссылка = http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sca.21009/abstract|том = 34|archivedate = 2016-05-03|archiveurl = https://web.archive.org/web/20160503203121/http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sca.21009/abstract}}</ref>  

====== 2.2 Формирование наноразмерных структур ======
Высокое разрешение СГИМ и возможность выбора используемых ионов позволяет формировать широкий круг наноразмерных структур с его помощью.<ref name=autogenerated2>{{Статья|автор = Colin A. Sanford, Lewis Stern, Louise Barriss, Lou Farkas, Mark DiManna|год = 2009-11-01|doi = 10.1116/1.3237095|issn = 2166-2746, 2166-2754|выпуск = 6|страницы = 2660–2667|издание = Journal of Vacuum Science & Technology B|заглавие = Beam induced deposition of platinum using a helium ion microscope|ссылка = http://scitation.aip.org/content/avs/journal/jvstb/27/6/10.1116/1.3237095|том = 27|archivedate = 2016-03-01|archiveurl = https://web.archive.org/web/20160301061050/http://scitation.aip.org/content/avs/journal/jvstb/27/6/10.1116/1.3237095}}</ref><ref>{{Статья|автор = Kenji Gamo, Nobuyuki Takakura, Norihiko Samoto, Ryuichi Shimizu, Susumu Namba|год = 1984-05-01|doi = 10.1143/jjap.23.l293/meta|язык = en|заглавие = Ion Beam Assisted Deposition of Metal Organic Films Using Focused Ion Beams - IOPscience|ссылка = http://iopscience.iop.org/article/10.1143/JJAP.23.L293/meta}}</ref> В частности, СГИМ применяется для формирования наноразмерных [[Платина|платиновых]] структур посредством разложения и [[Осаждение металлорганических соединений из газообразной фазы|осаждения]] органоплатиновых газообразных соединений ионным пучком,<ref name=autogenerated2 /><ref>{{Статья|автор = H. M. Wu, L. A. Stern, J. H. Chen, M. Huth, C. H. Schwalb|год = 2013-01-01|doi = 10.1088/0957-4484/24/17/175302|issn = 0957-4484|выпуск = 17|язык = en|страницы = 175302|издание = Nanotechnology|заглавие = Synthesis of nanowires via helium and neon focused ion beam induced deposition with the gas field ion microscope|ссылка = http://stacks.iop.org/0957-4484/24/i=17/a=175302|том = 24}}</ref> трёхмерных структур на кремниевой подложке<ref>{{Статья|автор = L. Zhang, N. F. Heinig, S. Bazargan, M. Abd-Ellah, N. Moghimi|год = 2015-01-01|doi = 10.1088/0957-4484/26/25/255303|issn = 0957-4484|выпуск = 25|язык = en|страницы = 255303|издание = Nanotechnology|заглавие = Direct-write three-dimensional nanofabrication of nanopyramids and nanocones on Si by nanotumefaction using a helium ion microscope|ссылка = http://stacks.iop.org/0957-4484/26/i=25/a=255303|том = 26}}</ref>, осаждения металлов из газообразной фазы.<ref>{{Статья|автор = D. W. Bassett|год = 1970-10-01|doi = 10.1016/0039-6028(70)90016-6|выпуск = 1|страницы = 240–258|издание = Surface Science|заглавие = The use of field ion microscopy in studies of the vapour deposition of metals|ссылка = http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0039602870900166|том = 23}}</ref> Помимо [[ион]]ов [[Гелий|Гелия]], для формирования наноразмерных структур в СГИМ используются ионы [[неон]]а и [[Галлий|галлия]], а также их комбинации.<ref>{{Статья|автор = J. H. Franken, M. Hoeijmakers, R. Lavrijsen, J. T. Kohlhepp, H. J. M. Swagten|год = 2011-04-01|doi = 10.1063/1.3549589|issn = 0021-8979, 1089-7550|выпуск = 7|страницы = 07D504|издание = Journal of Applied Physics|заглавие = Precise control of domain wall injection and pinning using helium and gallium focused ion beams|ссылка = http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jap/109/7/10.1063/1.3549589|том = 109|archivedate = 2016-02-25|archiveurl = https://web.archive.org/web/20160225185608/http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jap/109/7/10.1063/1.3549589}}</ref><ref>{{Статья|автор = F. H. M. Rahman, Shawn McVey, Louis Farkas, John A. Notte, Shida Tan|год = 2012-03-01|doi = 10.1002/sca.20268|issn = 1932-8745|выпуск = 2|язык = en|страницы = 129–134|издание = Scanning|заглавие = The Prospects of a Subnanometer Focused Neon Ion Beam|ссылка = http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sca.20268/abstract|том = 34|archivedate = 2016-05-03|archiveurl = https://web.archive.org/web/20160503203118/http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sca.20268/abstract}}</ref> Также СГИМ широко применяется для формирование перспективных [http://www.dailytechinfo.org/nanotech/52-plazmonika-novyj-princip-dlya-postroeniya.html наноплазмонных кристаллов]<ref>{{Статья|автор = M. Melli, A. Polyakov, D. Gargas, C. Huynh, L. Scipioni|год = 2013-05-01|doi = 10.1021/nl400844a|выпуск = 6|язык = EN|страницы = 2687–2691|издание = Nano Letters|заглавие = Reaching the Theoretical Resonance Quality Factor Limit in Coaxial Plasmonic Nanoresonators Fabricated by Helium Ion Lithography|ссылка = http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl400844a|том = 13}}</ref><ref>{{Статья|автор = Heiko Kollmann, Xianji Piao, Martin Esmann, Simon F. Becker, Dongchao Hou|год = 2014-07-25|doi = 10.1021/nl5019589|выпуск = 8|язык = EN|страницы = 4778–4784|издание = Nano Letters|заглавие = Toward Plasmonics with Nanometer Precision: Nonlinear Optics of Helium-Ion Milled Gold Nanoantennas|ссылка = http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl5019589|том = 14|archivedate = 2017-05-23|archiveurl = https://web.archive.org/web/20170523140952/http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl5019589}}</ref><ref>{{Статья|автор = Yudong Wang, Martina Abb, Stuart A. Boden, Javier Aizpurua, C. H. de Groot|год = 2013-10-17|doi = 10.1021/nl403316z|выпуск = 11|язык = EN|страницы = 5647–5653|издание = Nano Letters|заглавие = Ultrafast Nonlinear Control of Progressively Loaded, Single Plasmonic Nanoantennas Fabricated Using Helium Ion Milling|ссылка = http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl403316z|том = 13|archivedate = 2017-05-23|archiveurl = https://web.archive.org/web/20170523141040/http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl403316z}}</ref><ref>{{Статья|автор = Olivier Scholder, Konstantins Jefimovs, Ivan Shorubalko, Christian Hafner, Urs Sennhauser|год = 2013-01-01|doi = 10.1088/0957-4484/24/39/395301|issn = 0957-4484|выпуск = 39|язык = en|страницы = 395301|издание = Nanotechnology|заглавие = Helium focused ion beam fabricated plasmonic antennas with sub-5 nm gaps|ссылка = http://stacks.iop.org/0957-4484/24/i=39/a=395301|том = 24}}</ref><ref>{{Статья|автор = Boris Luk'yanchuk, Nikolay I. Zheludev, Stefan A. Maier, Naomi J. Halas, Peter Nordlander|год = 2010-09-01|doi = 10.1038/nmat2810|issn = 1476-1122|выпуск = 9|язык = en|страницы = 707–715|издание = Nature Materials|заглавие = The Fano resonance in plasmonic nanostructures and metamaterials|ссылка = http://www.nature.com/nmat/journal/v9/n9/abs/nmat2810.html|том = 9|archivedate = 2015-12-10|archiveurl = https://web.archive.org/web/20151210095549/http://www.nature.com/nmat/journal/v9/n9/abs/nmat2810.html}}</ref> и [[Микроэлектромеханические системы|микро- и наноэлектромеханических систем.]]<ref>{{Статья|автор = M. Annamalai, S. Mathew, V. Viswanathan, C. Fang, D.S. Pickard|год = 2011-06-01|doi = 10.1109/TRANSDUCERS.2011.5969824|страницы = 2578–2581|издание = Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems Conference (TRANSDUCERS), 2011 16th International|заглавие = Design, fabrication and Helium Ion Microscope patterning of suspended nanomechanical graphene structures for NEMS applications|ссылка = http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=5969824&url=http%253A%252F%252Fieeexplore.ieee.org%252Fxpls%252Fabs_all.jsp%253Farnumber%253D5969824}}</ref>

=== Справка ===
Сканирующий гелиевый ионный  микроскоп был разработан компанией A.L.I.S., в настоящий момент являющейся частью компании [[Carl Zeiss]]. Первый коммерчески доступный СГИМ появился в 2007 г. Фабрика по производству СГИМ расположена в г. Пибоди (США).

К настоящему моменту в мире установлено более 20 приборов, в основном в научно-исследовательских центрах ([[NIST|Национальный Институт Стандартов и Технологий США]], [[Гарвардский Университет]], [[Университет Твенте]], [[Национальный университет Сингапура]], [[Университет Билефельда]]). В России единственный СГИМ установлен в Междисциплинарном ресурсном центре по направлению «Нанотехнологии»<ref>{{Cite web|accessdate = 2016-02-18|title = МРЦ по направлению  Нанотехнологии, Санкт-Петербургский государственный университет|url = http://nano.spbu.ru/|publisher = nano.spbu.ru|archive-date = 2016-04-06|archive-url = https://web.archive.org/web/20160406145352/http://nano.spbu.ru/|deadlink = no}}</ref> [[Санкт-Петербургский государственный университет|Санкт-Петербургского государственного университета]].

== См. также ==
* [[Сфокусированный ионный пучок]]
* [[Сканирующий электронный микроскоп]]
* [[Просвечивающий растровый электронный микроскоп]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
# ''Tondare V. N.'' // J. Vac. Sci. Technol.- 2005 — A23 — 1498
# ''Morgan J., Notte J., Hill R., Ward B.'' An Introduction to the Helium Ion Microscope // Microscopy Today — 2006. — Vol 14. — No. 4. — p. 24-31.
# ''Ward, B. W., Notte, J. A., Economou, N. P.'' Helium ion microscope: A new tool for nanoscale microscopy and metrology // J. Vac. Sci. Technol. — 2006. — B24 (6). — p. 2871—2875.
# ''Ramachandra R., Griffin B., Joy D.C.,'' // Ultramicroscopy — 2009. — 109. — p. 748
# ''BellD. C.'' Contrast Mechanisms and Image Formation in Helium Ion Microscopy. // Microscopy and Microanalysis — 2009. — 15. — pp 147–153

== Ссылки ==
* http://www.zeiss.com/C1256E4600305472/Contents-Frame/5257EB7F1284C14AC12575010036C5C5
* https://www.youtube.com/watch?v=toK03uL-SpQ
* http://www.utwente.nl/tnw/pin/onderzoek/him-basics.doc/
* https://web.archive.org/web/20111228215127/http://www.microscopy.info/Microscopy/ResourcesByCat/23
* http://ekvv.uni-bielefeld.de/blog/uninews/entry/bielefeld_first_german_university_with
* http://www.southampton-nanofab.com/characterisation/heIonMicroscope.php
* http://nano.spbu.ru

[[Категория:Сканирующие микроскопы]]
[[Категория:Нанотехнология]]