導(dǎo)語(yǔ)

聚焦離子束掃描電鏡雙束系統(tǒng)（FIB-SEM）是一種先進(jìn)的微納加工和成像技術(shù)，它在材料科學(xué)研究中扮演著不可或缺的角色。

FIB-SEM系統(tǒng)能夠?qū)Σ牧线M(jìn)行精確的定點(diǎn)切割和分析，從而揭示材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)和成分。以CdS微米線為例，通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察，我們可以看到微米線節(jié)點(diǎn)處可能含有其他物質(zhì)，但無(wú)法確定具體成分和內(nèi)部形貌。利用FIB-SEM技術(shù)，我們可以在節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行定點(diǎn)切割，制備截面樣品，并通過(guò)掃描電鏡成像和能量色散譜（EDS）mapping，直觀地觀察到內(nèi)部含有Sn球的結(jié)構(gòu)。這種分析方法為材料的微觀結(jié)構(gòu)研究提供了新的視角。

CdS微米線節(jié)點(diǎn)處的剖面形貌和成分分布

TEM樣品制備

透射電子顯微鏡（TEM）是材料研究中常用的高分辨率成像工具。FIB-SEM系統(tǒng)在制備TEM樣品方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。為了方便大家對(duì)材料進(jìn)行深入的失效分析及研究，Dual Beam FIB-SEM業(yè)務(wù)，包括透射電鏡( TEM)樣品制備，材料微觀截面截取與觀察、樣品微觀刻蝕與沉積以及材料三維成像及分析等。

通過(guò)一系列精確的微納加工步驟，包括沉積保護(hù)層、挖坑、U-cut處理、使用納米機(jī)械手轉(zhuǎn)移樣品等，F(xiàn)IB-SEM能夠制備出厚度均勻、損傷層較少的TEM樣品。例如，在MoS2場(chǎng)效應(yīng)管的研究中，F(xiàn)IB-SEM技術(shù)能夠精確地制備截面透射樣品，從而在TEM下觀察到MoS2的層數(shù)和Ag納米線與MoS2之間的間距。

FIB-SEM制備TEM樣品的常規(guī)步驟

FIB - SEM 系統(tǒng)在微納加工領(lǐng)域展現(xiàn)出卓越的性能，利用這一技術(shù)為客戶提供高精度的微納結(jié)構(gòu)加工服務(wù)。FIB-SEM系統(tǒng)能夠在各種材料上制備出精確的微納圖形，如光柵、切侖科夫輻射源針尖、三維對(duì)稱結(jié)構(gòu)等。這些加工出的微納結(jié)構(gòu)在光學(xué)、電子學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如，通過(guò)FIB-SEM在Au/SiO2上制備的光柵，其周期和開(kāi)口尺寸均達(dá)到了納米級(jí)別，展示了FIB-SEM在微納加工方面的高精度和高分辨率。

FIB-SEM加工的微納圖形

切片式三維重構(gòu)

FIB-SEM系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)材料的切片式形貌與成分三維重構(gòu)，揭示材料內(nèi)部的三維結(jié)構(gòu)。通過(guò)切下一定厚度的試樣，進(jìn)行SEM拍照，反復(fù)進(jìn)行這一步驟，拍攝數(shù)百?gòu)垐D片，再對(duì)這些切片圖片進(jìn)行三維形貌重建。例如，對(duì)多孔材料進(jìn)行三維重構(gòu)，可以清晰地顯示內(nèi)部孔隙的三維空間分布情況，并計(jì)算孔隙的半徑尺寸、體積和曲率。這種三維重構(gòu)技術(shù)為材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究提供了新的維度。

多孔材料的重構(gòu)結(jié)構(gòu)圖

FIB-SEM系統(tǒng)配備的納米機(jī)械手和離子束沉積技術(shù)，使得微米級(jí)別的材料轉(zhuǎn)移成為可能。通過(guò)精確的定位和固定，可以將材料從一個(gè)襯底轉(zhuǎn)移到另一個(gè)指定位置。例如，將氧化鋅微米線從硅片上轉(zhuǎn)移到兩電極溝道間，從而制得專用器件。這種材料轉(zhuǎn)移技術(shù)在微電子器件的制備和研究中具有重要意義。

四針氧化鋅微米線的轉(zhuǎn)移

FIB-SEM雙束系統(tǒng)以其獨(dú)特的微納加工和成像能力，在材料研究領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的潛力和價(jià)值。從定點(diǎn)剖面形貌與成分分析、TEM樣品制備、微納加工、切片式三維重構(gòu)到材料轉(zhuǎn)移，F(xiàn)IB-SEM技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，為材料科學(xué)家提供了強(qiáng)大的工具。金鑒實(shí)驗(yàn)室將繼續(xù)緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，不斷提升自身技術(shù)水平和服務(wù)能力。