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什么类型的材料适用FIB-TEM制样?

什么类型的材料适用FIB-TEM制样? 诺法材料NovaSci
2022-12-30
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导读:不知道自己想了解的材料是不是可以用FIB制备TEM样品?那你必须点进来看看。








双束聚焦离子束-扫描电镜(Duel Beam Focused Ion Beam, FIB)拥有多种高端优势以及强大的应用能力,在新材料研发中是一种重要的高分辨率表征手段。其中一种常见应用是制备透射电镜(TEM)样品。



什么类型的材料样品适用FIB-TEM制样?


答:FIB可以为多种材料制备供透射电镜观测用的薄片样品。

金属材料

对于大部分的金属试样,其导电性良好,无需担心电荷效应。然而,金属试样通常需要经过热处理或者机械加工,在制备TEM样品时,随着样品厚度的减小,由热处理和机械加工带来的内应力也逐渐释放,容易导致TEM试样的弯曲,给TEM微观结构观察造成不利影响。在制备该类样品时,可使用FIB采用梯度式减薄,即在减薄的过程中逐渐缩短减薄区域的宽度。该种方法可以使内应力逐级释放,确保最终的TEM试样具有较小的应力值。



陶瓷材料

相较于半导体材料与金属材料,陶瓷材料不导电,这导致该类材料无法使用传统电解双喷法制样。另外它有严重的电荷效应,在离子束加工过程中容易出现图像模糊不清的现象,影响精确加工。对于此类材料,可采用离子溅射仪在材料表面镀上一层导电薄膜消除电荷效应。



粉末材料

●对于粒径在100nm以下的颗粒,高能电子是可以穿透颗粒的。所以对于这类粉末样品,只需要将一滴经过超声处理的粉末悬浮液分散到涂有非晶碳薄膜的TEM网格上,即可制备TEM样品。

●对于粒径在1-10μm的微米级颗粒,通常需要将微米级粉末颗粒嵌入某种类型的树脂或者焊料中,就能使用FIB进行TEM制样。



二维薄膜材料

该类TEM样品的制备相对于常规的FIB-TEM制样具有更高的难度,因为通常感兴趣的区域非常薄,有时仅为几十纳米甚至更低,容易在加工的过程中损坏,对操作者的技术水平有更高的要求。



半导体材料


随着半导体工艺的进步,芯片的制程越来越小,纳米级器件需要越来越薄的TEM样品对目标区域进行分析,避免各层结构的重影效应,影响TEM观测。同时由于半导体芯片的结构小而多,对样品的平整度要求极高,非常考验仪器的性能和操作者的经验和水平。




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广东省诺法材料科技有限公司专业从事分析电镜和材料测试工作,专注于高分辨率表征技术。我们的国际化专家团队熟练运用现今顶尖科技的仪器设备和科学方法来进行高水平研究和数据处理。


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