FIB是利用电透镜将离子束聚焦成非常小尺寸的显微切割仪器。通常使用液相金属离子源(如镓)产生离子束,离子束经过加速和聚焦后照射到样品表面,与样品相互作用,产生二次电子信号,从而获得电子图像,主要实现以下几个功能:
(1)TEM制样:为了获取材料的高分辨率内部结构信息。TEM需要极薄的样品(通常在几十纳米以下),以便电子束能够穿透样品,从而观察材料的原子级别结构,常用于半导体、陶瓷、电池、金属合金的切割。
(2)球差制样:可以提供更高的空间分辨率和更低的球差,从而获得更清晰的原子级别图像,常用于半导体、陶瓷、电池、金属合金的切割。
(3)剖面分析:通过对材料进行截面切割和观察,了解材料的内部结构、成分分布以及界面特性,主要应用于电池、金属、复合材料等。
上图是FIB制备TEM样品的示例图,图 a 是陶瓷类样品,图 b 是金属合金类样品,图 c 是半导体类样品,图 d 是电池类样品。
上图是样品经过FIB后进行剖面分析的示例图,图 a 是镍锰酸锂,图 b 是锰酸锂,图 c 是天然石墨,图 d 是钴酸锂。
上图是FIB三维重构的基本过程,先将待研究的样品切一个block,然后将截面层层切下,并且每切一层都用SEM获取该层的二次电子图像,最后通过软件将得到的二维图像堆叠起来,通过算法对样品进行重构。最终获得样品内部的微观结构和组成。
1、无挥发性,固体、块体长宽最好小于20mm,高度小于5mm。
2、样品要求导电性良好,如果导电性比较差的话需要进行喷金或喷碳处理。
3、透射样品制备只保证切出的样品厚度可以拍透射。
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