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聚焦離子束（FIB）技術(shù)是一種先進的微納加工技術(shù)，它通過電透鏡系統(tǒng)將離子束聚焦至納米級，對材料表面進行精確的加工，包括剝離、沉積、注入、切割和改性等多種操作。

 

FIB技術(shù)與掃描電子顯微鏡（SEM）等高分辨率顯微鏡相結(jié)合，為納米尺度的分析和制造提供了強大的技術(shù)支持。

 

FIB技術(shù)的應(yīng)用范圍

 

1. 微觀結(jié)構(gòu)分析：利用FIB技術(shù)制備的透射電子顯微鏡（TEM）樣品，可以實現(xiàn)材料微觀結(jié)構(gòu)的高分辨率觀察。

 

2. 微納結(jié)構(gòu)加工：在微電子領(lǐng)域，F(xiàn)IB技術(shù)可用于芯片線路的精確修改和微納結(jié)構(gòu)的加工，如納米孔陣列、等離子器件和微流體通道等。

 

3. 集成電路修正：在集成電路（IC）制造過程中，F(xiàn)IB技術(shù)能夠修正微區(qū)電路的蝕刻錯誤，實現(xiàn)電路的精細調(diào)整，精度可達到5納米級別。

 

4. 生物樣本分析：在生命科學領(lǐng)域，F(xiàn)IB技術(shù)可用于制備生物樣本的超薄切片，進行高分辨率成像和分析。

 

 

5. 三維結(jié)構(gòu)重建：結(jié)合FIB和SEM技術(shù)，可以實現(xiàn)材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維重建，獲取三維圖像。

 

 

FIB技術(shù)的測試項目

 

1. TEM樣品制備：FIB技術(shù)可以精確定位并切割材料，制備適合TEM分析的樣品。

 

 

 

2. 微納結(jié)構(gòu)加工：FIB技術(shù)可以精確地搬運和加工微納結(jié)構(gòu)，形成特定的形狀或圖案。

 

 

3. 截面分析：FIB技術(shù)可以制備材料的截面樣品，并通過SEM和能譜分析（EDS）來分析材料的成分和結(jié)構(gòu)。

 

 

4. 電子背散射衍射（EBSD）分析：利用FIB制備的樣品，可以進行晶體取向成像、顯微織構(gòu)和界面分析。

 

5. 三維原子探針樣品制備：FIB技術(shù)可以制備適合三維原子探針分析的樣品，用于研究材料的原子級結(jié)構(gòu)。

 

 

FIB制樣流程和要求

 

1. 目標定位：在SEM下精確定位需要分析的區(qū)域，這是制樣成功的關(guān)鍵。

 

2. 表面處理：對于非導(dǎo)電樣品，可能需要噴Pt來提高導(dǎo)電性。

 

3. 樣品制備：使用FIB技術(shù)將目標區(qū)域兩側(cè)的樣品挖空，保留目標區(qū)域。

 

4. 取樣：使用機械納米手取出薄片，并進行離子束減薄。

 

5. 減?。簩悠窚p薄至適合TEM觀察的厚度。

 

6. 樣品安裝：將減薄后的樣品焊接到銅網(wǎng)上的樣品柱上，并標記樣品位置。

 

樣品要求

 

樣品狀態(tài)：粉末、塊狀或薄膜樣品均可進行測試。

 

粉末樣品：尺寸至少為5μm以上，且無磁性。

 

塊狀/薄膜樣品：最大尺寸不超過2cm，高度不超過3mm，無揮發(fā)性，可以有磁性。

 

注意事項

 

樣品確認：在SEM電鏡中確認樣品符合FIB制樣要求，并在訂單中詳細說明所有測試要求。

 

樣品清潔：使用酒精清洗樣品表面，確保無油脂類物質(zhì)，并避免裸手觸摸樣品表面。

 

導(dǎo)電性：樣品應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性，如導(dǎo)電性較差，需進行噴金或噴碳處理。

 

TEM拍攝咨詢：如需進行TEM拍攝，應(yīng)在下單前咨詢測試老師。

 

結(jié)果展示

 

1. TEM透射樣品：FIB制備的TEM樣品可用于展示材料的微觀結(jié)構(gòu)。

 

2. 剖面分析：通過SEM/EDS分析，可獲取材料的化學成分和結(jié)構(gòu)信息。

 

3. 微納加工：FIB加工的微納結(jié)構(gòu)可用于微電子器件的制造和修復(fù)。

 

4. 三維原子探針制樣：FIB技術(shù)制備的樣品可用于原子級結(jié)構(gòu)分析。

 

5. 三維重構(gòu)：結(jié)合FIB和SEM技術(shù)，可獲取材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維圖像，為三維重構(gòu)提供數(shù)據(jù)。

 

常見問題解答

 

問：FIB切割后透射薄片上存在孔或局部脫落是否會影響結(jié)果？

 

答：切樣的目的是使試樣變薄，材料變薄后可能會局部剝落或穿孔，這屬于正?，F(xiàn)象。存在薄區(qū)域不會影響透射拍攝，也可以進行離子變薄制樣，將試樣穿入孔內(nèi)。

 

總體而言，F(xiàn)IB技術(shù)憑借其高精度和多功能性，在材料科學、微電子和生命科學等多個領(lǐng)域中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過精確的加工和分析，F(xiàn)IB技術(shù)為研究人員提供了深入理解材料特性和結(jié)構(gòu)的重要工具。