雙束聚焦離子束-掃描電鏡技術(shù)（Duel Beam Focused Ion Beam,FIB）具有諸多高端優(yōu)勢(shì)和較強(qiáng)的應(yīng)用能力，是新材料開發(fā)中高分辨率表征的重要方法。常用的應(yīng)用之一是制備透射電鏡（TEM）樣品。
問(wèn)：什么類型的材料樣品適用FIB-TEM制樣？
答：FIB可以為多種材料制備供透射電鏡觀測(cè)用的薄片樣品。
金屬材料
對(duì)大多數(shù)金屬試樣來(lái)說(shuō)，它們導(dǎo)電性好而不必?fù)?dān)心電荷效應(yīng)。但金屬試樣一般需進(jìn)行熱處理或機(jī)械加工，當(dāng)TEM試樣制備完成后，由于試樣厚度降低，熱處理及機(jī)械加工所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力會(huì)逐步釋放出來(lái)，易使TEM試樣發(fā)生彎曲，對(duì)TEM微觀結(jié)構(gòu)觀察帶來(lái)不利。制備這類試樣時(shí)可以利用FIB進(jìn)行梯度式減薄處理，即減薄過(guò)程中減薄區(qū)寬度逐漸減小。該方法能夠?qū)?nèi)應(yīng)力分步釋放以保證最終TEM試樣應(yīng)力值更低。
陶瓷材料
與半導(dǎo)體材料和金屬材料相比較，陶瓷材料具有不導(dǎo)電的特性，導(dǎo)致此類材料不能采用常規(guī)電解雙噴法進(jìn)行制樣。此外，其電荷效應(yīng)嚴(yán)重，離子束加工時(shí)易產(chǎn)生圖像模糊，從而影響精確加工。對(duì)這類材料，可以用離子濺射儀將導(dǎo)電薄膜鍍?cè)谄浔砻嬉韵姾傻挠绊憽?/span>
粉末材料
對(duì)粒徑小于100nm的粒子來(lái)說(shuō)高能電子能夠穿透粒子。因此對(duì)此類粉末樣品而言，僅需在涂覆非晶碳薄膜TEM網(wǎng)格中分散一滴超聲處理粉末懸浮液就可以制得TEM樣品。
對(duì)于粒徑在1-10μm的微米級(jí)顆粒，通常需要將微米級(jí)粉末顆粒嵌入某種類型的樹脂或者焊料中，就能使用FIB進(jìn)行TEM制樣。
二維薄膜材料
這種TEM樣品比傳統(tǒng)FIB-TEM制樣困難得多，因?yàn)橥信d趣的面積很薄，有時(shí)只有幾十納米或更少，在加工過(guò)程中易被破壞，且對(duì)操作者技術(shù)水平要求較高。
半導(dǎo)體材料
半導(dǎo)體工藝的發(fā)展使得芯片的制程變得更加細(xì)小，納米級(jí)器件要求有更細(xì)的TEM樣品來(lái)分析靶區(qū)，以免各層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重影效應(yīng)而影響TEM的觀察。同時(shí)因?yàn)榘雽?dǎo)體芯片結(jié)構(gòu)小而多樣，對(duì)于樣品平整度有極高要求，十分考驗(yàn)儀器性能及操作者經(jīng)驗(yàn)與水平。
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