聚焦離子束（FIB）在成分分析中的應用

時間：2020-02-14

焦離子束工作原理：

聚焦離子束顯微鏡(FIB)的利用鎵(Ga)金屬作為離子源，再加上負電場 (Extractor) 牽引**細小的鎵原子，而導出鎵離子束再以電透鏡聚焦，經(jīng)過一連串可變孔徑光闌，決定離子束的大小，再經(jīng)過二次聚焦以很小的束斑轟擊樣品表面，利用物理碰撞來進行特定圖案的加工，一般單粒子束的FIB(Single Beam FIB)，可以提供材料切割、沉積金屬、蝕刻金屬和選擇性蝕刻氧化層等功能。若結合場**式電子顯微鏡進行實時觀測，即所謂的雙粒子束FIB(Dual Beam FIB) 。

聚焦離子束應用：

(1) 形貌和成分分析：FIB可以對納米顆粒材料表面進行形貌觀察，還可以在特定位置作截面斷層，直觀的進行材料的截面結構形態(tài)的**分析，觀察結構是否存在缺陷等異常。

(2) 制備TEM、3DAP、EBSD樣品：FIB因其樣品制備精度高、速度快已經(jīng)成為特殊樣品制備、精細結構加工的重要方法。其中制備TEM截面樣品就是其中重要用途。FIB制備的TEM樣品厚度在100nm以下，且成功率很高，所以經(jīng)常用來制備薄膜、陶瓷等塊體的TEM樣品。此外，電子束無法穿透的微米級顆粒，也可用FIB制備一個薄截面樣品再進行TEM測試。

(3) 三維表征技術（FIB-HIM）：

在掃描電鏡中可以獲得觀察區(qū)域的表面形貌、化學成分、晶體取向等信息。三維重構（3D）允許從各個角度觀察樣品，尤其當樣品中有一些網(wǎng)絡結構，不同的相交織在一起，利用FIB三維成像可將它們內部的網(wǎng)絡結構清晰的表征出來，甚至重構樣品里小缺陷（<100nm）的三維形狀和尺寸。

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