[发明专利]一种基于薄膜标记层的多层膜结构的表征方法

权利要求书

1.一种基于薄膜标记层的多层膜结构的表征方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)根据多层膜结构选择扫描电子显微镜或透射电子显微镜进行测试；

(2)根据原多层膜结构的电镜图像，选择薄膜标记层的材料；

(3)根据选择的薄膜标记层的材料确定薄膜标记层的厚度；

(4)根据多层膜的膜层结构，确定薄膜标记层的插入位置；

(5)制备目标多层膜结构，在多层膜中镀制薄膜标记层；

(6)利用扫描电子显微镜或透射电子显微镜对多层膜截面不同区域进行分段观测，保证每2幅相邻区域的电镜图中都有1个相同的薄膜标记层，对测试图像进行像素读图，获得局部膜层厚度分布，再根据标记层对所有图像进行无缝拼接，以完成多层膜的膜系整体结构的表征。

2.根据权利要求1所述的一种基于薄膜标记层的多层膜结构的表征方法，其特征在于，所述的多层膜由两种或多种材料交替组成。

3.根据权利要求1所述的一种基于薄膜标记层的多层膜结构的表征方法，其特征在于，所述的薄膜标记层的材料根据扫描电子显微镜或透射电子显微镜对多层膜结构的测试结果，选择图像衬度相反的材料作为薄膜标记层。

4.根据权利要求3所述的一种基于薄膜标记层的多层膜结构的表征方法，其特征在于，扫描电子显微镜测试的图像衬度受原子序数影响，多层膜的图像显示很暗，薄膜标记层选择原子序数较高的材料，包括铂、金、银或钨，薄膜标记层的图像明显亮于多层膜；层膜的图像显示很亮，选择原子序数较低的材料，包括硅、碳或碳化硼，薄膜标记层的图像明显暗于多层膜。

5.根据权利要求3所述的一种基于薄膜标记层的多层膜结构的表征方法，其特征在于，透射电子显微镜测试根据测试时的衬度机制，选择衬度相反或对多层膜性能影响较小的材料作为薄膜标记层。

6.根据权利要求5所述的一种基于薄膜标记层的多层膜结构的表征方法，其特征在于，选择衬度相反的材料作为薄膜标记层，该薄膜标记层为一层单层膜，膜厚为多层膜中最小膜层厚度的1～2倍。

7.根据权利要求5所述的一种基于薄膜标记层的多层膜结构的表征方法，其特征在于，选择对多层膜性能影响较小的材料作为薄膜标记层，标记层的插入位置邻近没有相同材料膜层时，标记层厚度为邻近膜层厚度的2～3倍，标记层的插入位置邻近有相同材料膜层时，标记层的厚度等于邻近原结构中相同材料膜层厚度的1～2倍。

8.根据权利要求5所述的一种基于薄膜标记层的多层膜结构的表征方法，其特征在于，衬度相反或对多层膜性能影响较小的材料在插入位置可直接代替多层膜原结构中的1层或连续几层膜层。

9.根据权利要求1所述的一种基于薄膜标记层的多层膜结构的表征方法，其特征在于，所述的薄膜标记层的插入位置由以下步骤确定：

(1)根据多层膜的膜层结构，选择扫描电子显微镜或透射电子显微镜测试的放大倍率和分辨率，按所选倍率下电镜成像的视场大小将原膜系结构分成n段区域，要求这n个区域覆盖从基底到表面的所有膜层，且相邻区域有不少于2个膜层的重叠部分；

(2)在每2段相邻区域的重叠处，插入薄膜标记层，保证测得的n幅电镜图像中，每相邻2幅图都记录有同1个标记层，从而可对n幅图像实现无缝拼接。

10.根据权利要求1所述的一种基于薄膜标记层的多层膜结构的表征方法，其特征在于，所述的多层膜中一半以上膜层厚度小于5nm选用透射电子显微镜，多层膜中一半以上膜层厚度大于5nm选用扫描电子显微镜。