透射電子顯微鏡(TEM)樣品制備是現(xiàn)代材料科學研究的重要環(huán)節(jié)。在這一過程中,金鑒實驗室憑借其先進的設備和專業(yè)的技術團隊,能夠為客戶提供高質(zhì)量的FIB測試服務,確保樣品制備的精確性和可靠性。
透射電子顯微鏡(TEM)樣品制備
1. 粉末樣品:適用于粉末形態(tài)的觀察、粒度分析以及結構和成分的分析。
2. 薄膜樣品:適用于研究樣品的內(nèi)部組織結構、成分、位錯排列及其密度,以及晶體相的取向關系。
3. 表面復制型與萃取復制型樣品:適用于金相組織的觀察、斷口形貌分析、變形條紋觀察、第二相的形態(tài)和分布研究。金鑒實驗室的FIB制樣技術不僅可以實現(xiàn)高精度的樣品制備,還能夠通過實時監(jiān)控加工過程,確保樣品的表面特性得到最大程度的保留。
TEM工作機制詳述
透射電子顯微鏡的工作原理是利用電子束穿透超薄樣品,樣品原子與電子相互作用后產(chǎn)生散射,形成具有不同散射角的圖像。這些散射角與樣品的密度和厚度相關,從而在圖像中形成明暗對比。
TEM的分辨率可達到0.1至0.2納米,放大倍數(shù)從數(shù)萬至百萬倍,專門用于觀察小于0.2微米的微觀結構,即“亞顯微結構”。與光學顯微鏡不同,TEM使用電子束作為光源,采用磁透鏡聚焦,由于電子波長極短,遵循布拉格散射方程,因此TEM不僅分辨率高,還具備結構分析的能力。金鑒實驗室擁有專業(yè)的技術團隊,能夠為客戶提供詳細的TEM樣品制備方案,并通過FIB技術優(yōu)化樣品質(zhì)量,確保最終觀察結果的可靠性。
FIB制樣技術及其優(yōu)勢
聚焦離子束(FIB)制樣技術通過電透鏡將離子源產(chǎn)生的離子束(主要是鎵離子,也包括氦和氖離子源)加速并聚焦,作用于樣品表面,實現(xiàn)材料的精確銑削、沉積、注入和成像。金鑒實驗室致力于為客戶提供專業(yè)的FIB測試服務,幫助研究人員在材料科學領域取得更大的成就。
FIB制樣面臨的挑戰(zhàn)
盡管FIB技術在樣品制備方面具有顯著優(yōu)勢,但它也存在一些局限性。使用離子束可能會對樣品造成意外損傷,改變樣品表面特性。
例如,在30kV的鎵離子束作用下,大部分材料表面約30納米深度范圍內(nèi)都會受到鎵注入的影響,導致原有原子結構的改變或破壞。這種非晶層或損傷層在FIB制備的TEM樣品中尤為明顯,可能影響最終的觀察結果。因此,研究人員在使用FIB制樣時需特別注意這種潛在損傷,并采取措施以最大程度保留樣品的原始結構和特性。
優(yōu)化FIB制樣策略
1. 氣體輔助蝕刻:雖然提高了研磨速率,但增加了結晶-非晶界面的粗糙度,可能進一步損害TEM圖像。
2. 低能量FIB:在這些能量下,蝕刻速率和位置分辨率會受到影響,但束能量的減少可以使損傷深度最小化。
3. 氬離子研磨精修:原始的FIB損傷層,可以通過氬離子精修去除,去除的效果取決于氬離子的能量、角度和時間。通過這些方法,可以在一定程度上減輕FIB制樣過程中可能引起的樣品損傷,提高樣品制備的質(zhì)量。
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