SEM和FIB之间的区别

fib带有sem功能；fib另外的功能就是微加工。

sem是电子束成像原理。

fib中带有电子束成像，也可以离子束成像（一般不用，对样品表面形貌损伤太大）。

如果您只观察形貌的话，用sem即可，fib的电子束成像方面和sem都一模一样。

谢谢！

FEI 是一家生产、经营电镜科学仪器的业内全球领先企业。 其产品包括电子和离子束显微镜，以及可满足多个行业纳米尺度应用的相关产品，这些行业横跨： 工业和理论 材料研究、生命科学、半导体、数据存储、自然资源 等等诸多领域。凭借过去 60 年的技术创新历史和业内领导地位， FEI 成为了透射电子显微镜 (TEM)、 扫描电子显微镜 (SEM)、结合了 SEM 与聚焦 离子束 (FIB) 的 DualBeam™ 仪器和 用于精密高速切割与加工的专用聚焦离子束仪器的 性能标准。 FEI 成像系统在三维表征、分析 和修改/原型设计领域实现了 亚埃（埃：十分之一纳米）级分辨率。 FEI NanoPorts 在中国上海、美国俄勒冈州波特兰、荷兰埃因霍温 和东京均有设点，它们都是卓越中心。在这里，众多科学家、研究者以及工程师 都可在 FEI 应用专家的直接帮助下 体验世界级显微 分辨率。 本公司有近 1800 名员工，已在全球超过 50 个国家或地区开展了 销售和 服务业务。

当今世界正不断开拓针对纳米技术的新领域。从体积更小、功能更强大的电子设备到高性能材料，从智能药物到梦想出现可用于体外治疗的纳米机器--本世纪最伟大的某些创新都是着眼于纳米技术的。而纳米级研究工具则FEI公司独占鳌头。我们是世界上最顶尖的纳米级研究、探索和设计的引领者。FEI向全球领先的研究开发机构提供全面的纳米和原子尺度表征、纳米分析、纳米加工和纳米原型设计工具。这些工具包括透射电子显微镜TEM、描电子显微镜SEM、聚焦离子束FIB以及扫描电镜SEM/聚焦离子束FIB“双束”显微镜等。

FEI 在全球所建立的组织可快速、高效地服务客户。我们在全球拥有超过1,700 名的工程、应用、服务和协作支持人员；在北美和欧洲则拥有研发及制造中心；在北美、欧洲和亚洲还拥有产品及纳米技术解决方案中心，并在全世界50 多个国家建立了销售及支持部门。

FEI中国包括以下机构和办公室:

上海代表处: 国内销售和售后服务中心（包括香港，澳门）

北京代表处: 北京及其北方地区销售和售后服务

广州联络处: 广东地区销售和售后服务

武汉联络处: 湖北地区销售和售后服务

FEI公司目前在国内和香港有近50名员工, 其中半数以上是售后服务工程师, 他们认真负责的工作态度和精湛的技术水平在国际上的同类公司中出类拔萃。

FEI在国内定期和不定期地举办各类用户会议、技术交流会、讲座、专题培训等活动, 同时大力支持中国电镜学会、地方电镜学会等学术团体开展活动。

聚焦离子束扫描电镜双束系统（FIB-SEM）是在SEM的基础上增加了聚焦离子束镜筒的双束系统，同时具备微纳加工和成像的功能，广泛应用于科学研究和半导体芯片研发等多个领域。本文记录一下FIB-SEM在材料研究中的应用。

以目前实验室配有的FIB-SEM的型号是蔡司的Crossbeam 540为例进行如下分析，离子束最高成像分辨率为3nm，电子束最高分辨率为0.9nm。该系统的主要部件及功能如下：

1.离子束： 溅射（切割、抛光、刻蚀）；刻蚀最小线宽10nm，切片最薄3nm。 

2.电子束 ： 成像和实时观察

3.GIS(气体注入系统)： 沉积和辅助刻蚀；五种气体：Pt、W、SiO2、Au、XeF2(增强刻蚀SiO2)

4.纳米机械手：  转移样品 

5.EDS： 成分定量和分布

6.EBSD ： 微区晶向及晶粒分布

7.Loadlock（样品预抽室）： 快速进样，进样时间只需~1min

由上述FIB-SEM的一个部件或多个部件联合使用，可以实现在材料研究中的多种应用，具体应用实例如下：

图2a和b分别是梳子形状的CdS微米线的光学显微镜和扫描电镜照片，从光学显微镜照片可以看出在CdS微米线节点处内部含有其他物质，但无法确定是什么材料和内部形貌。利用FIB-SEM在节点处定点切割截面，然后对截面成像和做EDS mapping，如图2c、d、e和f所示，可以很直观的得到在CdS微米线的节点处内部含有Sn球。

FIB-SEM制备TEM样品的常规步骤如图3所示，主要有以下几步：

1）在样品感兴趣位置沉积pt保护层

2）在感兴趣区域的两侧挖大坑，得到只有约1微米厚的薄片

3）对薄片进行U-cut，将薄片底部和一侧完全切断

4）缓慢移下纳米机械手，轻轻接触薄片悬空的一端后，沉积pt将薄片和纳米机械手焊接牢固，然后切断薄片另一侧，缓慢升起纳米机械手即可提出薄片

5）移动样品台和纳米机械手，使薄片与铜网（放置TEM样品用）轻轻接触，然后沉积pt将薄片和铜网焊接牢固，将薄片和纳米机械手连接的一端切断，移开纳米机械手，转移完成

6）最后一步为减薄和清洗，先用大加速电压离子束将薄片减薄至150nm左右，再利用低电压离子束将其减薄至最终厚度（普通TEM样品<100nm，高分辨TEM样品50nm左右，球差TEM样品<50nm）

一种如图4a所示的MoS2场效应管，需要确定实际器件中MoS2的层数及栅极（Ag纳米线）和MoS2之间的距离。利用FIB-SEM可以准确的在MoS2场效应管的沟道位置，垂直于Ag纳米线方向，提出一个薄片，并对其进行减薄，制备成截面透射样。在TEM下即可得到MoS2的层数为14层（图4c）， Ag纳米线和MoS2之间的距离为30nm（图4b）。

图5是一种锰酸锂材料的STEM像，该样品是由FIB-SEM制备，图中可以看到清晰的原子像。这表明FIB-SEM制备的该球差透射样非常薄并且有很少的损伤层。

FIB-SEM还可以进行微纳图形的加工。

图6a 是FIB-SEM在Au/SiO2上制备的光栅，光栅周期为150nm，光栅开口为75nm。

图6b 是利用FIB-SEM在Mo/石英上做的切仑科夫辐射源针尖，针尖曲率半径为17nm。

图6c 是在Au膜上加工的三维对称结构蜘蛛网。

图6d 是FIB-SEM在硅上刻蚀的贺新年图案，图中最小细节尺寸仅有25nm。

FIB-SEM可以对材料进行切片式的形貌和成分三维重构，揭示材料的内部三维结构。大概过程如图7a所示， FIB切掉一定厚度的样品，SEM拍一张照片，重复此过程，连续拍上百张照片，然后将上百张切片照片重构出三维形貌。图7b是一种多孔材料内部3×5×2um范围的三维重构结果，其实验数据是利用FIB-SEM采集，三维重构是利用Avizo软件得到，其分辩率可达纳米级，展示了内部孔隙的三维空间分布，并可以计算出孔隙的半径大小、体积及曲率等参数。

利用FIB-SEM配有的纳米机械手及配合使用离子束沉积Pt，可以实现微米材料的转移，即把某种材料从一个位置（衬底）转移到特定位置（衬底），并固定牢固。图8是把四针氧化锌微米线从硅片转移到两电极的沟道之间，从而制备成两个微米线间距只有1um的特殊器件。

最后，FIB-SEM还有很多其他的应用，例如三维原子探针样品制备，芯片线路修改等。总之FIB-SEM是材料研究中一个非常重要的手段。

不积珪步，无以至千里；不积细流，无以成江海。做好每一份工作，都需要坚持不懈的学习。

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