FIB技术简介:
Focused Ion Beam (FIB) 技术是一种在纳米尺度上进行材料加工和分析的关键技术,它通过聚焦高能离子束到目标样品上,实现对材料的精确刻蚀、沉积和成像。这项技术自20世纪80年代发展以来,已经成为材料科学、电子工程、纳米技术等领域不可或缺的工具。
原理:
FIB技术主要利用重离子(如镓离子)束,这些离子通过电场加速后,能够聚焦到非常小的点上(通常直径小于10纳米)。当这些高能离子与样品材料相互作用时,会产生几种不同的效果:
物理刻蚀:离子与样品表面原子碰撞,导致样品表面原子被“敲击”出来,从而实现材料的去除或刻蚀。
化学沉积:通过引入特定前体气体,离子束可以促进气体分解,使得沉积物质在样品表面形成薄膜或结构。
二次电子成像:离子束照射时会激发出二次电子,通过收集这些电子,可以获得样品表面的高分辨率图像。
FIB技术的应用范围非常广泛,包括但不限于以下几个方面:
纳米加工:FIB可以用于直接“雕刻”微观和纳米尺度的结构,如量子点、纳米线和微流体器件。
样品制备:在透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)分析中,FIB是制备超薄样品截面的理想选择。
三维重构:通过逐层切割和成像,可以构建材料和生物样品的三维结构。
集成电路修改和修复:FIB允许对芯片进行局部修改,包括连接路径的切断和重建,是电路设计验证和故障分析的重要工具。
原位实验:结合其他分析技术(如EDS、EBSD),FIB系统可以进行原位实验,如观察材料在不同条件下的相变、裂纹扩展等现象。
技术挑战与发展
尽管FIB技术具有极高的灵活性和应用潜力,但仍面临一些挑战,如样品损伤、加工速度和成本。随着新型离子源(如Xe+、He+)的开发和多束系统(如双束系统,结合FIB和SEM)的普及,FIB技术正变得更加精确、快速和多功能。此外,与纳米尺度分析和制造相关的软件和自动化方法也在不断进步,进一步扩大了FIB技术的应用领域。
东莞材料基因高等理工研究院检测分析中心设备简介:
TESCAN-AMBER GMH FIB-SEM
TESCAN-AMBER GMH FIB-SEM 系统是一款多功能的纳米分析仪器,它结合了聚焦离子束(FIB)和扫描电镜(SEM)技术,为材料科学研究提供了广泛的应用能力。以下是该系统的一些特色:
高精度微样品制备:TESCAN AMBER系统能够进行高精度的微观样品制备,这对于需要进行详细分析和观察的复杂样品尤其重要。
扩展的视野和易于导航:TESCAN AMBER系统提供了扩展的视野,使得用户可以更容易地在样品上导航,从而快速定位到感兴趣的区域进行详细观察和分析。
多站点过程自动化:该系统支持多站点过程自动化,这意味着可以同时对多个样品进行加工和分析,大大提高了工作效率和吞吐量。
配置优化:TESCAN FIB-SEM系统的配置优化确保了电子束和离子束的焦点重合,这在许多需要极高精度的FIB操作中优化了应用性能。这一特性使得在FIB铣削任务中可以同时进行SEM成像,从而在性能和吞吐量上实现了显著提升。
TESCAN-AMBER GMH FIB-SEM系统是一款功能强大、应用广泛的纳米分析设备,适用于各种高精度材料科学研究和生命科学分析需求。
技术参数:
样品室尺寸:
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宽度: 340mm
深度: 315mm
离子束:
分辨率: 2.5nm@ 30KeV
离子束能量范围: 0.5-30 KeV
放大倍数: 30-3*105 X
探针电流: 1pA-100nA
电子束:
分辨率: 1.5nm@1KeV
0.9nm@15KeV
0.8nm@ 30KeV STEM (均为无漏磁条件下)
其他装配:
EDS
EBSD
纳米机手 OmniProbe
可做的项目:
微纳加工:微纳压缩柱
微纳“工字”拉伸样
制备APT针尖样品
Pt 沉积
个性化图案加工
提样 lift-out
TEM样品制备
FIB-DIC残余应力测试
案例展示
EBSD
沉积
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