聚焦离子束（FIB）在成分分析中的应用

时间：2020-02-14

焦离子束工作原理：

聚焦离子束显微镜(FIB)的利用镓(Ga)金属作为离子源，再加上负电场 (Extractor) 牵引尖端细小的镓原子，而导出镓离子束再以电透镜聚焦，经过一连串可变孔径光阑，决定离子束的大小，再经过二次聚焦以很小的束斑轰击样品表面，利用物理碰撞来进行特定图案的加工，一般单粒子束的FIB(Single Beam FIB)，可以提供材料切割、沉积金属、蚀刻金属和选择性蚀刻氧化层等功能。若结合场发射式电子显微镜进行实时观测，即所谓的双粒子束FIB(Dual Beam FIB) 。

聚焦离子束应用：

(1) 形貌和成分分析：FIB可以对纳米颗粒材料表面进行形貌观察，还可以在特定位置作截面断层，直观的进行材料的截面结构形态的**分析，观察结构是否存在缺陷等异常。

(2) 制备TEM、3DAP、EBSD样品：FIB因其样品制备精度高、速度快已经成为特殊样品制备、精细结构加工的重要方法。其中制备TEM截面样品就是其中重要用途。FIB制备的TEM样品厚度在100nm以下，且成功率很高，所以经常用来制备薄膜、陶瓷等块体的TEM样品。此外，电子束无法穿透的微米级颗粒，也可用FIB制备一个薄截面样品再进行TEM测试。

(3) 三维表征技术（FIB-HIM）：

在扫描电镜中可以获得观察区域的表面形貌、化学成分、晶体取向等信息。三维重构（3D）允许从各个角度观察样品，尤其当样品中有一些网络结构，不同的相交织在一起，利用FIB三维成像可将它们内部的网络结构清晰的表征出来，甚至重构样品里小缺陷（<100nm）的三维形状和尺寸。

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词条说明
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聚焦离子束（FIB）在成分分析中的应用
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