The Helium Ion Microscope (HIM) has the capability to image small features with a resolution down to 0.35 nm due to its highly focused gas field ionization source and its small beam-sample interaction volume. In this work, the focused helium ion beam of a HIM is utilized to create nanopores with diameters down to 1.3 nm. It will be demonstrated that nanopores can be milled into silicon nitride, carbon nanomembranes, and graphene with well-defined aspect ratio. To image and characterize the produced nanopores, helium ion microscopy and high resolution scanning transmission electron microscopy were used. The analysis of the nanopores' growth behavior allows inferring on the profile of the helium ion beam.
References
1.
J.
Yang
, D. C.
Ferranti
, L. A.
Stern
, C. A.
Sanford
, J.
Huang
, Z.
Ren
, L.-C.
Qin
, and A. R.
Hall
, Nanotechnology
22
, 285310
(2011
).2.
C.
Liu
, E. I.
Gillette
, X.
Chen
, A. J.
Pearse
, A. C.
Kozen
, M. A.
Schroeder
, K. E.
Gregorczyk
, S. B.
Lee
, and G. W.
Rubloff
, Nat. Nanotechnol.
9
, 1031
(2014
).3.
K.
Celebi
, J.
Buchheim
, R. M.
Wyss
, A.
Droudian
, P.
Gasser
, I.
Shorubalko
, J.-I.
Kye
, C.
Lee
, and H. G.
Park
, Science
344
, 289
(2014
).4.
M. J.
Kim
, M.
Wanunu
, D. C.
Bell
, and A.
Meller
, Adv. Mater.
18
, 3149
(2006
).5.
S.
Garaj
, W.
Hubbard
, A.
Reina
, J.
Kong
, D.
Branton
, and J. A.
Golovchenko
, Nature
467
, 190
(2010
).6.
A. J.
Storm
, J. H.
Chen
, X. S.
Ling
, H. W.
Zandbergen
, and C.
Dekker
, Nat. Mater.
2
, 537
(2003
).7.
J.
Gierak
, E.
Bourhis
, G.
Faini
, G.
Patriarche
, A.
Madouri
, R.
Jede
, L.
Bruchhaus
, S.
Bauerdick
, B.
Schiedt
, A. L.
Biance
, and L.
Auvray
, Ultramicroscopy
109
, 457
(2009
).8.
B. W.
Ward
, J. A.
Notte
, and N. P.
Economou
, J. Vac. Sci. Technol. B
24
, 2871
(2006
).9.
G.
Hlawacek
, V.
Veligura
, R.
van Gastel
, and B.
Poelsema
, J. Vac. Sci. Technol. B
32
, 20801
(2014
).10.
R.
Livengood
, S.
Tan
, Y.
Greenzweig
, J.
Notte
, and S.
McVey
, J. Vac. Sci. Technol., B
27
, 3244
(2009
).11.
J.
Buchheim
, R.
Wyss
, I.
Shorubalko
, and H. G.
Park
, Nanoscale
8
, 8345
(2016
).12.
A. R.
Hall
, Microsc. Microanal.
19
, 740
(2013
).13.
J. C.
Meyer
, F.
Eder
, S.
Kurasch
, V.
Skakalova
, J.
Kotakoski
, H. J.
Park
, S.
Roth
, A.
Chuvilin
, S.
Eyhusen
, G.
Benner
, A. V.
Krasheninnikov
, and U.
Kaiser
, Phys. Rev. Lett.
108
, 196102
(2012
).14.
X.
Li
, W.
Cai
, J.
An
, S.
Kim
, J.
Nah
, D.
Yang
, R.
Piner
, A.
Velamakanni
, I.
Jung
, E.
Tutuc
, S. K.
Banerjee
, L.
Colombo
, and R. S.
Ruoff
, Science
324
, 1312
(2009
).15.
W.
Eck
, A.
Küller
, M.
Grunze
, B.
Völkel
, and A.
Gölzhäuser
, Adv. Mater.
17
, 2583
(2005
).16.
A.
Turchanin
, A.
Beyer
, C. T.
Nottbohm
, X.
Zhang
, R.
Stosch
, A.
Sologubenko
, J.
Mayer
, P.
Hinze
, T.
Weimann
, and A.
Gölzhäuser
, Adv. Mater.
21
, 1233
(2009
).17.
A.
Turchanin
, D.
Käfer
, M.
El-Desawy
, C.
Wöll
, G.
Witte
, and A.
Gölzhäuser
, Langmuir
25
, 7342
(2009
).18.
P.
Angelova
, H.
Vieker
, N.-E.
Weber
, D.
Matei
, O.
Reimer
, I.
Meier
, S.
Kurasch
, J.
Biskupek
, D.
Lorbach
, K.
Wunderlich
, L.
Chen
, A.
Terfort
, M.
Klapper
, K.
Müllen
, U.
Kaiser
, A.
Gölzhäuser
, and A.
Turchanin
, ACS Nano
7
, 6489
(2013
).19.
X.
Zhang
, C.
Neumann
, P.
Angelova
, A.
Beyer
, and A.
Gölzhäuser
, Langmuir
30
, 8221
(2014
).20.
J.
Kotakoski
, C.
Brand
, Y.
Lilach
, O.
Cheshnovsky
, C.
Mangler
, M.
Arndt
, and J C.
Meyer
, Nano Lett.
15
, 5944
(2015
).21.
R.
Menon
, D.
Gil
, and H. I.
Smith
, J. Opt. Soc. Am. A
23
, 567
(2006
).22.
D.
Winston
, B. M.
Cord
, B.
Ming
, D. C.
Bell
, W. F.
DiNatale
, L. A.
Stern
, A. E.
Vladar
, M. T.
Postek
, M. K.
Mondol
, J. K. W.
Yang
, and K. K.
Berggren
, J. Vac. Sci. Technol., B
27
, 2702
(2009
).© 2016 Author(s).
2016
Author(s)
You do not currently have access to this content.
