聚焦FIB技術(shù)：微納尺度加工的利器

聚焦離子束（FIB）技術(shù)以其卓越的精確度在微觀加工領(lǐng)域占據(jù)重要地位，能夠?qū)崿F(xiàn)從微米級(jí)到納米級(jí)的精細(xì)加工。

FIB技術(shù)的關(guān)鍵部分是其離子源，大多數(shù)情況下使用的是液態(tài)金屬離子源，而鎵（Ga）由于其較低的熔點(diǎn)、較低的蒸氣壓以及卓越的抗氧化特性，成為最常用的離子材料。以下是構(gòu)成商業(yè)FIB系統(tǒng)的主要組件：

1. 液態(tài)金屬離子源：生成離子的起點(diǎn)，廣泛使用鎵作為離子材料。

2. 電透鏡系統(tǒng)：負(fù)責(zé)將離子束精確聚焦至微小尺寸。

3. 掃描電極：指導(dǎo)離子束在樣品表面的運(yùn)動(dòng)軌跡。

4. 二次粒子探測(cè)器：捕捉離子束與樣品相互作用產(chǎn)生的信號(hào)。

5. 試樣基座：具備多軸向移動(dòng)能力，以實(shí)現(xiàn)樣品的精確定位。

6. 真空系統(tǒng)：確保離子束不受外界氣體分子的干擾。

7. 抗振動(dòng)和磁場(chǎng)裝置：保障系統(tǒng)在穩(wěn)定的環(huán)境中運(yùn)行。

8. 電子控制面板與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：用于操作和監(jiān)控整個(gè)FIB系統(tǒng)。

在FIB系統(tǒng)中，通過(guò)在液態(tài)金屬離子源上施加電場(chǎng)，可以使鎵形成尖銳的尖端。接著，通過(guò)負(fù)電場(chǎng)牽引尖端的鎵，形成離子束。這些離子束經(jīng)過(guò)電透鏡系統(tǒng)的聚焦，并可通過(guò)調(diào)整孔徑來(lái)改變離子束的直徑。最終，經(jīng)過(guò)二次聚焦的離子束作用于樣品表面，通過(guò)物理碰撞實(shí)現(xiàn)切割或蝕刻。

Dual Beam FIB-SEM服務(wù)

Dual Beam FIB-SEM服務(wù)，包括透射電鏡（TEM）樣品制備、材料微觀截面的截取與觀察、樣品微觀刻蝕與沉積以及材料三維成像和分析等。通過(guò)將FIB系統(tǒng)與掃描電子顯微鏡（SEM）結(jié)合，可以充分利用兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。在加工過(guò)程中，電子束的實(shí)時(shí)監(jiān)控使得樣品加工的進(jìn)度和精度得到精確控制，從而實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的微加工效果。

FIB技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

FIB技術(shù)因其高精度和多功能性，在半導(dǎo)體制造、材料科學(xué)、納米技術(shù)和生命科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，是現(xiàn)代精密工程中不可或缺的工具之一。為了進(jìn)行透射電鏡和掃描透射電鏡的樣品觀察，需要制備極薄的樣品以使電子能夠穿透并形成電子衍射圖像。

傳統(tǒng)的TEM樣品制備主要依賴于機(jī)械切片和研磨，這種方法適用于大范圍樣品的解析。而使用FIB技術(shù)，則可以精確觀察樣品的特定局部區(qū)域。類似于切割橫截面，TEM樣品的制備涉及從樣品的正面和背面使用FIB進(jìn)行處理，最終留下中間的薄區(qū)域作為TEM觀測(cè)樣品。

TEM制樣流程

1. 樣品選擇：選擇適合進(jìn)行TEM分析的樣品區(qū)域。

2. 初步切割：使用FIB從樣品的正面和背面進(jìn)行切割，逐漸逼近目標(biāo)區(qū)域。

3. 薄化處理：繼續(xù)使用FIB對(duì)樣品進(jìn)行薄化，直至達(dá)到適合電子穿透的厚度。

4. 最終修整：對(duì)樣品的薄區(qū)域進(jìn)行精細(xì)修整，確保樣品表面平整，適合TEM觀測(cè)。

5. 樣品提?。?/strong>通過(guò)上述流程，可以獲得適合透射電鏡分析的高質(zhì)量樣品，為深入研究材料的微觀結(jié)構(gòu)提供了強(qiáng)有力的支持。