[发明专利]一种制备单原子固态器件和阵列的原子掺杂方法及系统

摘要

本发明公开了一种制备单原子固态器件和阵列的原子掺杂方法及系统，系统包括离子源、纳米模板、PMMA掩膜层、目标基板、片上离子注入探测模块、高精度压电步进模块。离子源提供目标供体离子束，使用带有孔径的纳米模板作为可移动掩模，用于准直离子束并实现离子的高分辨率定位寻址。同时与片上离子注入探测模块结合，该模块包含表面铝探测电极，利用离子束感应电荷原理以记录离子冲击。当检测到单个注入信号后将其反馈给高精度压电步进模块，驱动纳米模板步进到下一靶位，继续单离子注入。重复步骤直到区域内的所有靶位都完成注入，从而实现阵列的原子掺杂过程。整个系统具有离子源配置简单、注入和检测过程快速且实时、稳定性好、离子定位精度高等优点，适用于各种不同离子，易于推广。

主权项

1.一种制备单原子固态器件和阵列的原子掺杂方法及系统，其特征在于：系统包括离子源(1)、纳米模板(2)、PMMA掩膜层(3)、目标基板(4)、片上离子注入探测模块(5)、高精度压电步进模块(6)；所述离子源(1)提供合适能量的目标供体离子束；所述纳米模板(2)刻有孔径，用于准直离子束并将其高分辨率地定位到需要量子植入的目标靶位；所述PMMA掩膜层(3)旋涂于目标基板(4)上方用于确定需要注入的区域范围；所述片上离子注入探测模块(5)用于检测离子注入信号，并反馈给高精度压电步进模块(6)；所述高精度压电步进模块(6)接收到信号后驱动与之相连的纳米模板(2)往下一个目标靶位步进，重复离子注入过程直到区域范围内的所有目标靶位都完成离子注入；所述制备的单原子固态器件可以为量子点、单原子掺杂的固态矩阵中的色心等。