2020-02-18小刘科研笔记之氩离子精密抛光(可用于电镜制样)

2020-02-18小刘科研笔记之氩离子精密抛光(可用于电镜制样),第1张

离子精密抛光刻蚀镀膜仪是一款集抛光与镀膜于一身的桌面型制样设备。对于同一个样品,可在同一真空环境下完成抛光及镀膜。通过利用两个宽束氩离子源对样品表面进行抛光,去除损伤层,从而得到高质量的样品,用于SEM、光镜、扫描探针显微镜、EDS、EBSD、CL、EBIC或其他分析。

如图所示,氩离子精密抛光刻蚀镀膜仪配备的三种样品台,其中a、b为平面样品台,可用于样品的镀膜及平面抛光;c为截面样品台,用于截面样品的抛光。

氩离子精密抛光刻蚀镀膜仪同时配备金和铂两个靶材,可根据实际镀膜需求选择合适的靶材进行镀膜或改善扫描电镜样品导电性。

氩离子精密抛光刻蚀镀膜仪同时配备了平面和截面样品抛光用的样品台,以满足不同样品的抛光需求。通过选择合适的离子束能量、离子枪角度、离子枪工作模式、样品台转速及时间控制氩离子的作用强度、深度及角度,实现样品表层损伤层的去除。其中,平面样品可根据待抛光样的高度选择a或b平面样品台;截面样品抛光则选择截面样品台c,同时配合配合挡板的使用,可有效遮蔽下半部分离子束,实现对非目标区域保护并对目标区域损伤层去除的目的。

功能: 具备平面大面积离子抛光、横截面离子抛光及高精度离子束镀膜,全面解决高端场发射电镜所有制样需求

离子枪: 两只潘宁式离子枪,装载微小磁铁,聚焦离子束设计,无消耗;

离子枪角度 :0°到 + 18°,每只离子枪可独立调节;

离子枪束能量: 0.1keV~8keV, 可在不同电压下自动优化离子束束流;

抛光区域面积 :平面抛光区域直径≥10mm,横截面≥2mm×2mm;

最大样品尺寸 :直径32mm×高15mm

样品更换 :专利Whisperlok设计,样品更换时间<1min,无需破样品室真空;

冷台部分 :带有液氮冷台,以及精确控温系统,一次加注液氮续航能力6-8小时;

控制部分 :10英寸触摸屏控制,菜单化操作,并支持研磨抛光程序的设定和储存;

耙材装置 :同时安装两种靶材,在不破真空的情况下,可自由选择不同靶材进行镀膜,可配备常见所有种类金属靶材、碳靶材甚至氧化物靶材;

离子抛光 结束后可直接在真空中进行镀膜处理,无需破真空再进行镀膜,可防止样品氧化,一站式解决高端电镜制样需求;

无油真空系统 :无油机械泵+分子泵系统。

薄膜样品由于其厚度薄,常规抛光手段很难实现对其截面的抛光制样,如图2 所示厚度仅90μm PET表层镀金样品,其截面抛光前粗糙,无法分辨基底及镀膜层,利用氩离子抛光后,其表面光滑平整,对红框处放大后可清晰观察到表层金膜。

图3所示为涂层样品抛光前后对比图,从图中可以看到,抛光前,涂层边界处破损严重,涂层与基底处表层覆盖较厚损伤层,对其进行氩离子抛光后,完整的涂层区清晰可见,且对红框处放大可观察到涂层及基底区明显的晶粒分布。

1.与FIB相比,氩离子制样面积更大,制样速率更高;

2.氩离子质量较镓离子更轻,产生的应力层,非晶层更薄,可避免由于制样方法对实验数据产生的误导;

3.氩离子抛光产生的晶格畸变小,可提高EBSD标定率,降低标定参数,提高标定效率;

4.对于易发热的样品,可以通过液氮实时控制样品室温度,避免发热对实验数据的影响,同时提高EBSD标定率。

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。

不是。

SEM对样品的要求。

1、不会被电子束分解。

2、在电子束扫描下热稳定性要好。

3、能提供导电和导热通道。

4、大小与厚度要适于样品台的安装。

5、观察面应该清洁,无污染物。

6、进行微区成分分析的表面应平整。

7、磁性试样要预先去磁,以免观察时电子束受到磁场的影响。

如果是即将开始学习仪器操作的管理人员,建议先系统学习理论知识,再找专业的仪器工程师培训。如果是学生,要使用电镜,从安全角度考虑,1、2、3几项通常是值机人员完成的。我可以简单的向你介绍一下:1、主要是电源,只要能正常开机,一般无问题;2、加高压前一般要达到额定真空,否则气体电离度大、损伤电子枪,但是电镜软件一般都已经设置好,不到工作真空,根本加不上去高压,所以只要能够加高压,也无其他特别的问题;做完电镜关闭高压,等30秒以上,待灯丝冷却后再放气为宜,主要也是为了保护电子枪;3、样品台有它的额定移动距离,包括平面方向和上下方向,平面方向移动到极限时会有报警提示,看到提示往回移动即可。高度方向也如此,但是要注意向上移动时,要缓慢,要防止坚硬的试样撞击上方的探测器和极靴,损坏设备;4,电子束与试样作用,可激发出多种信号,如二次电子信号(用于形貌观察),背散射电子信号(用于区分微区成分)、俄歇电子信号(用于表面元素分析)、特征X射线(用于内部元素分析)、阴极荧光(用于发光材料研究),这些信号已经被有效的加以利用,这是一门独立的学科,若需要详细了解,你需要系统地学习一下。


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