離子精修儀和低能離子槍有效去除FIB制樣產(chǎn)生的非晶層和損傷層

前面我們介紹了FIB制樣是透射電鏡中常用的制樣方法，但是使用離子束時(shí)可能會(huì)引起一些意想不到的樣品損傷,，改變了樣品表面的特性,，產(chǎn)生的非晶層或損傷層在使用 FIB 系統(tǒng)制備的 TEM 樣品中非常明顯,，可能會(huì)影響到最終的觀察結(jié)果,。

常用的FIB 制樣缺陷解決方案有三種方法：

1.氣體輔助蝕刻,；

2.低能量 FIB,；

3.氬離子研磨精修；

本文主要介紹通過氬離子精修儀和低能離子槍(LEG to FIB)兩種技術(shù)來修復(fù)非晶層問題的解決方案

氬離子研磨精修非晶層

使用低加速電壓的氬離子束對(duì)經(jīng)過 FIB 處理的樣品進(jìn)行精修是處理非晶層的一種高效的解決方法,。相比高電壓，氬離子束在較低電壓下操作,，從而減少了可能造成的損傷,。這種方法可用于進(jìn)一步減薄樣品，并去除表面的非晶層,，有助于保留樣品原始的結(jié)構(gòu)和特性,。

方法 1 ：離子精修儀

 離子精修儀是采用氬離子束，專為最終拋光,、精修和改善 FIB 處理后的樣品而設(shè)計(jì),。 離子精修儀比較適合要求樣品無加工痕跡、表面幾乎沒有任何損壞的 XTEM,、HRTEM 或 STEM 的用戶,。

離子精修儀

Gentle Mill 采用低能氬離子槍（離子能量：100 - 2000 eV，連續(xù)可調(diào)）,，內(nèi)置工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī),，簡(jiǎn)單便捷的圖形界面和圖像分析模塊，高度自動(dòng)化的操作機(jī)制,，最大限度地減少人工干預(yù),。Gentle Mill 對(duì)在各種 FIB 制備的樣品進(jìn)行低能量氬離子研磨顯著降低了損傷層的厚度。

應(yīng)用案例分享

使用離子精修儀在 300V, 15° 條件下處理 5 min 后,，可以明顯地看到非晶層的減少,。

去除 FIB 導(dǎo)致的表面非晶層的完整過程：(a) 是通過 30 kV FIB 處理樣品的 HRTEM 圖像,。(b-d) 是連續(xù)低能氬離子處理后的 HRTEM 結(jié)果。

FIB 薄片,，低能離子槍能有效消除所有非晶層和損壞層,。

方法2：低能氬離子槍（LEG）集成搭載至 FIB

另外一種能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行樣品處理的方案。即通過將低能氬離子槍（LEG）集成搭載到 FIB 設(shè)備中,。低能氬離子槍（LEG）適用于表面減薄,、表面處理后的后處理、清潔以及去除無定形和氧化物表面層,，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品進(jìn)行最終拋光和溫和的表面清潔,。

低能量氬離子槍（LEG），直徑和長(zhǎng)度均為 50 mm,，能量范圍為：100  eV - 2000 eV,。

低能量氬離子槍（LEG） 可集成到 FIB 設(shè)備，帶波紋管的傳輸系統(tǒng)可通過連接管安裝到設(shè)備上,。通線性傳輸系統(tǒng)提供的離子源流動(dòng)性,，從而實(shí)現(xiàn)氬離子的精修處理。

應(yīng)用案例分享

經(jīng) FIB 處理過后的藍(lán)寶石薄片

經(jīng) LEG 清潔的同一塊藍(lán)寶石 FIB 薄片