[发明专利]一种通过扫描形貌测量全场实时氧化速率的方法

权利要求书

1.一种通过扫描形貌测量全场实时氧化速率的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)处理试件表面后，在试件表面选定待研究区域并设置预制标记物，其中，预制标记物凸出试件表面，且在目标温度下不发生氧化；

2)在通入保护性气体的条件下，选定氧化前预制标记物底部为氧化前零高度，选定氧化后预制标记物底部为氧化后零高度，用扫描仪器在目标温度下对包括预制标记物、待研究区域在内的试件表面进行实时原位扫描，并记录扫描范围内初始形貌信息；

3)停止通入保护性气体，试件表面开始氧化，对包括预制标记物、待研究区域在内的试件表面进行实时原位扫描，并记录扫描范围内实时形貌信息；

4)从初始形貌信息中提取出预制标记物相对于所述氧化前零高度的初始高度H₀以及试件表面的待研究区域内任一点相对于所述氧化前零高度的初始高度h₀，从实时形貌信息中提取出预制标记物相对于所述氧化后零高度的实时高度H₁以及待研究区域内任一点相对于所述氧化后零高度的实时高度h₁；

5)利用待研究区域内任一点在初始形貌信息、实时形貌信息中的高度差得到第一高度差值，利用预制标记物在初始形貌信息、实时形貌信息中的高度差得到第二高度差值，计算第一高度差值与第二高度差值的差值，得到待研究区域内一点的氧化膜实时厚度d，并结合时间间隔，得到待研究区域内任一点的实时氧化速率w，进而可得到扫描全场的实时氧化速率，

d＝(h₁-h₀)-(H₁-H₀) 公式1

其中,△t为时间间隔,△d为在△t时间间隔内氧化膜厚度的变化。

2.按照权利要求1所述的一种通过扫描形貌测量全场实时氧化速率的方法，其特征在于：步骤1)中处理试件表面的方式包括在试件表面制备微结构，或打磨抛光。

3.按照权利要求1所述的一种通过扫描形貌测量全场实时氧化速率的方法，其特征在于：步骤1)中的预制标记物设置在待研究区域周围，须保证待研究区域及预制标记物均处于扫描范围内。

4.按照权利要求1所述的一种通过扫描形貌测量全场实时氧化速率的方法，其特征在于：所述预制标记物包括稳定氧化物，以及在目标温度下不发生氧化的物质。

5.按照权利要求1所述的一种通过扫描形貌测量全场实时氧化速率的方法，其特征在于：步骤2)中的保护性气体包括氩气、氮气中至少一种气体。

6.按照权利要求1所述的一种通过扫描形貌测量全场实时氧化速率的方法，其特征在于：步骤2)、步骤3)中的扫描方法包括接触模式探针扫描、敲击模式探针扫描中至少一种扫描方法。

7.按照权利要求1所述的一种通过扫描形貌测量全场实时氧化速率的方法，其特征在于：扫描仪器包括纳米压痕仪。

8.按照权利要求1所述的一种通过扫描形貌测量全场实时氧化速率的方法，其特征在于：步骤2)中的目标温度范围为常温至1000℃。

9.按照权利要求1或3所述的一种通过扫描形貌测量全场实时氧化速率的方法，其特征在于：预制标记物的制备方法包括溅射、光刻、沉积、电镀中至少一种方法。