1、 儀器原理
聚焦離子束技術(Focused Ion beam,FIB)是利用電透鏡將離子束聚焦成非常小尺寸的離子束轟擊材料表面,實現材料的剝離、沉積、注入、切割和改性。
FIB采用高強度聚焦離子束納米加工材料,并結合掃描電鏡(SEM)和其他高倍數電子顯微鏡進行實時觀測,已成為納米級分析,制作的主要手段。
2、主要應用
用途及功能
定點剖面形貌和成分表征;TEM樣品的制備;微納結構的處理;芯片線路的重構;切片式的三維重構;材料的傳遞;三維原子探針樣品的制備;
適用領域
結構分析、材料表征、芯片修補、生物檢測、三維重構、材料轉移等功能,該系統可用于橫截面和斷層掃描、3D分析、TEM試樣制備及納米圖形加工等領域。
3、 測試項目
1、 TEM透射樣品制備(FIB+TEM)
針對表面薄膜,涂層,粉末大顆粒、塊體等試樣,通過對規定位置精確定位切割來制備TEM試樣;
2、微納結構加工
通過微納結構運行機械手,Omniprobe運行探針和離子束切割的協同作用,實現了多種微納結構搬運和多種顯微結構外形或花紋的處理。
3、剖面分析(SEM/EDS)
FIB準確定位切割,制備截面樣品,進行SEM和EDS能譜分析;
4、EBSD電子背散射衍射分析
進行晶體取向成像、顯微織構、界面等分析;
5、三維原子探針制樣;
6、三維重構;
7、其他需求。
4、制樣說明
FIB-TEM的制樣流程
找到目標位置(定位非常重要),表面噴Pt保護(樣品導電則不用噴Pt);
將目標位置前后兩側的樣品挖空,剩下目標區域;
機械納米手將這個薄片取出,開始離子束減薄;
減薄到理想厚度后停止;
在銅網的試樣柱中焊接試樣并標記試樣位置。
樣品要求
樣品狀態:粉末、塊狀/薄膜樣品均可測試;
粉末樣品:至少5μm以上尺寸,且無磁性;
塊狀/薄膜樣品:最大≤2cm,高度≤3mm,無揮發性,可以有磁性(盡可能使強磁樣品體積變小)。
注意事項
送樣前應在SEM電鏡中證實樣品符合FIB規定,訂貨時需寫出全部測試要求并一次性拍片。
由于所制備TEM樣品的厚度約為50nm,在二次測試時采樣、移動試樣等會對試樣產生破壞,導致拍攝目的不能實現;
送樣前用酒精將樣品表面洗凈,保證樣品表面潔凈,無油脂類物質存在,切勿用裸手接觸樣品表面;
透射制樣默認垂直于樣品表面向下切割取樣,一般切片大小3~4μm的邊長,太大易碎;
透射樣品制備只保證切出的樣品厚度可以拍透射;
試樣需具有較好的導電性,若導電性相對較差需噴金或者噴碳;
FIB制樣后如果需要TEM拍攝,請咨詢測試老師后再下單。
5、 結果展示
1、TEM透射樣品制備
2、剖面分析(SEM/EDS)
3、微納加工
4、三維原子探針制樣
6、三維重構(FIB-3D重構)
6、 常見問題及回答
FIB切的透射薄片有孔或部分脫落有影響嗎?
切樣目的是使試樣變薄,有些材料變薄后會局部剝落、穿孔,屬正常情況,存在薄區域,不會影響透射拍攝也可以,如離子變薄制樣是將試樣穿入孔內。
