什么是 FIB-SEM？FIB-SEM的應(yīng)用及原理

什么是 FIB-SEM？

FIB-SEM（聚焦離子束掃描電子顯微鏡）是一種高分辨率三維成像和樣品處理技術(shù)。

FIB 代表聚焦離子束。使用高能離子束刮擦樣品表面，進(jìn)行詳細(xì)處理和觀察。離子束可以以非常小的光斑尺寸聚焦在樣品上，從而允許亞微米或納米級的處理和觀察。

SEM 代表掃描電子顯微鏡。采用高能電子束掃描樣品表面，以高分辨率觀察其表面形狀和結(jié)構(gòu)。 SEM 能夠生成詳細(xì)的三維圖像，與 FIB 結(jié)合時，可以描繪樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

FIB-SEM的應(yīng)用

FIB-SEM 因其高分辨率和三維成像能力而被應(yīng)用于各種科學(xué)和工程領(lǐng)域。以下是如何使用 FIB-SEM 的示例。

1、材料領(lǐng)域

FIB-SEM 對于研究納米級材料非常有用。它用于分析金屬納米粒子的形狀和分布以及納米復(fù)合材料內(nèi)異種材料的排列。這使得新材料的設(shè)計和納米技術(shù)的應(yīng)用成為可能。

它還用于研究半導(dǎo)體器件和磁性材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及研究器件性能。它在材料工程和電子器件制造領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。

2. 生物技術(shù)

它用于研究生物樣品的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。可以高分辨率觀察細(xì)胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)。可用于細(xì)胞生物學(xué)、癌癥研究等。

它還用于可視化活體組織的三維結(jié)構(gòu)并了解組織微觀結(jié)構(gòu)和病理變化。它在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)診斷相關(guān)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。

3. 地質(zhì)學(xué)

FIB-SEM 用于分析地球巖石和礦物的微觀結(jié)構(gòu)。可以詳細(xì)研究巖石和礦物的晶體結(jié)構(gòu)和晶體生長歷史。這對于理解巖石形成和變化的機(jī)制以及破譯地球的歷史很有用。

FIB-SEM原理

FIB 的主要元件是高能離子束。通常使用鎵離子。離子束可以聚焦在特定區(qū)域，從而可以將能量以非常小的光斑尺寸集中在樣品上。

這種高能光束用于掃描樣品表面并以高分辨率觀察其表面形狀和結(jié)構(gòu)。這使得可以可視化樣品的詳細(xì)表面拓?fù)洹?/span>

由于其高分辨率，廣泛應(yīng)用于包括材料工程在內(nèi)的各個領(lǐng)域。它是納米級和微米級研究和分析的重要工具之一。

如何選擇FIB-SEM

選擇 FIB-SEM 時應(yīng)考慮幾個因素。以下是 FIB-SEM 選擇因素的示例。

1. 決議

分辨率是觀察樣品上微小結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)的程度的指標(biāo)。分辨率越高，可以觀察到的結(jié)構(gòu)越精細(xì)。分辨率與電子束的尺寸有關(guān)，較小的電子束尺寸可以進(jìn)行高分辨率的觀察。

2. 離子源

離子源是 FIB 的核心部分，用于選擇所使用的離子類型。鎵離子源是常見的，但也可以使用非鎵離子源。鎵適用于軟材料，但鎵以外的離子源通常用于硬材料。

3、加速電壓

FIB-SEM 中的加速電壓是對電子束和離子束施加能量的量度。加速電壓越高，離子束或電子束加速得越快，使其能夠更深地穿透樣品。然而，將電壓提高得太高會增加對樣品的損壞。