【摘要】 电子显微镜的广泛应用领域和逐渐下降的成本使得今天大多数自然科学研究所都拥有这样的设备。

20世纪30年代电子显微镜的发展在自然科学的许多领域都是一个里程碑。它的高分辨率使科学家能够研究非常小的物体，如细胞或大分子。电子显微镜的广泛应用领域和逐渐下降的成本使得今天大多数自然科学研究所都拥有这样的设备。现有的离子注入技术依赖于技术先进且昂贵的机器，比如只有少数研究小组拥有的粒子加速器。Becker等人[1]报告了一种新的和令人惊讶的简单离子注入方法，它是基于一种广泛的实验室仪器:扫描电子显微镜。它可以利用与电子束的电子碰撞使原子和分子从剩余气体中电离出来，随后通过在样品表面建立电位的效应加速并将它们植入绝缘样品中，但是由于技术的复杂性和相应的高成本，这在许多研究设施中是不可用的。

 

然而，通过将氮离子注入金刚石并随后转化为氮空位中心来证明的，这可以通过荧光共聚焦显微镜很容易地测量。为了提供证据证明观察到的中心确实以Becker描述的方式产生，向腔室提供了98%同位素富集的15N气体，其天然丰度非常低。实际上这种方法是基于气体粒子的冲击电离，这些粒子与电子束相互作用，随后被同一电子束诱导的电位吸引，最终导致离子注入绝缘样品中。。通过采用光学检测磁共振的方法，其能够验证所研究的中心实际上是由15N同位素产生的。此外该方法与使用电子束抗蚀剂的光刻技术兼容，正如使用PMMA植入线所证明的那样。

 

[1] Becker, S., et al., Nitrogen implantation with a scanning electron microscope. Scientific Reports, 2018. 8(1).

 

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