金属分析方法 第八讲 -聚焦束离子技术 FIB.ppt

1、材料学常用的分析方法instrumentalanalysisinmaterialsscience，北京科学技术大学材料科学学院唐伟忠Tel: 6233 4144 E-mail:第八届， 聚焦离子束技术fib (聚焦离子束带曲面)、more is concealed: Often、afteryouseemicrostructuresonthesurface， youhaveadesiretogetintotheburiees otherwiseyougetlittlefromthesurface.butwithsemortem、you can see、and you cant touch .后台

2、2 adedicatedworldtobeexploredineverydetail : microelectroniccomponentsaregettingsmallerandsmaller.andifyouwouldliketoseeinne ofa设备，youcannotbesurewhetheryoucandoitbymechanicallypolishingandetchingtoobtainausablesample。 g.h.gilmer et al./thinsolidfilms 190365 (2000 ) 189200、后台3、 a微型与非易失性存储器wearemovin

3、gtowardsamicro与非易失性存储器3360微型与非易失性存储器， actuatorsandvariouskindsofmechanicalandelectricalmachines.whenthisishappening，需求诊断机器工具. fib is just like a正规SEM、but itse-gunisreplacedbyaniongun.theadvantageoffibliesinionsmass和ordersofmagnitudeheaviis ionsaremucheavierthanelectrons， soenergytransferfromtheionsw

4、illresultinmaterialssputtering.ionsarelargerintheircrosseervice solowenergyionscannotpenetratedeees a ga ion波束列、A SEM、对接指定位置关系、带10纳米波束支点大小、聚焦到10纳米大小， commonlyusedhairpinsource : awfilamentandacoilareattachedtoaceramicbaseandcoatedwithliquidmetalinahighvacuuum.duringoperacce allowingcapillaryflowofli

5、quidmetaltothetipwhereionsarefieldevaporatedandionizedbyhighvoltages、成型a highly bright ion beam液态金属彝常用的液态金属离子源(LMIS )，lmissocketwithfilament (c ) filamentfilledwithaugesialloy，l. Generally，5 kv 30 kvaccelerationvoltageisused， emissioncurrentasafunctionofvoltage，真空中，液体离子源的金属原子与场蒸发进行场分离，加速、聚焦后直径10nm的聚

6、焦离子束扫描样品表面，激发二次电子、二次离子等，提供高分辨率的图像的同时106A/cm2，双列fib， jeol fabrika : jeol 6500快速发展双波束发展中心，主元素of a双波束发展中心， I-gune-gungasinjectionsdetectorsfoors ions ions and x-ray，投影仪和投影仪， localfloodingofreactivegasesatthesurfacecaneitherprovideselectiveetchingorselectivedeposition.alowenergyelectronfloodguncan ed at

7、ion，andthushighlyinsulatingsamplesmaybeimagedandmilledwithoutcharging .e.s.sadkietal./physicac 426431 (2005 ) 15471551，ion 定位金属(pt )或安装(SiO2) filmsisachievedfrominduceddecompositionofprecursors是ionbeamassisteddepositionioni devicemodificationnano-fabricationmaterialscharacterizationimaging mappingin

8、allsectionsandorientations，图像和映射ang asionbeamsarescannedacrossthesamplesurres electronsaswellassecondaryionsareproduced，按various机构， andthusmanykindsofimagecontrastsmaybeexpected .FIB离子束入射到不规则样品表面时，二次电子、离子的产量取决于离子束在不同部位的入射角。不同部位的入射角不同，二次电子离子的产量也不同。 低能量二次电子的逃逸距离为1-50nm，二次离子的逃逸距离为1nm (即，二次离子仅具有样品的最浅层表面

9、的信息)。成分对比度(SIM SIMS )与SIMS的情况同样，二次离子的产量取决于表面成分和表面污染层的情况。 表面氧化物层的存在、基质成分的相互影响效应、离子束引起的表面化学变化等因素影响二次离子的产量。 由此，在二次离子像中产生独特的成分对比度。 沟道效应对比度(CCM )的二次电子、离子的产量也依赖于晶体对入射光束的取向。 当入射束方向与低指数方向重叠时，离子束进入晶体内的距离变长而停止，即入射离子产生沟道效应。 因此，离子与试样表面的原子作用的概率和二次电子的生产量显着降低，显示沟道效应对比度(晶粒对比度)。 FIB图像对比度的形成机制具有低电位对比度二次电子和离子的能量，且从样本表

10、面逃离的能力也取决于表面的电位。 由于离子速度小，逃逸能力更小，在绝缘样品表面容易形成正电荷积聚。 当在绝缘体的不同部位(不同的导电率)蓄积不同的电位时，二次电子的放出概率也发生变化，形成电位对比度。littlebetterspatialresolutionofsemthaniie、iie 3360 magneticdomainimagedwithgafib、 theimageshowsmagneticdomainpatterninamagneticfilm.theimagewastakenbyfibseimaging.thecontrastisaconsequenceofdeflection

11、 ronsby surface .totalpositiveandnegativesimimagesofanalmesh.thenegativeionimageismuchclearerthanthepositiveone。 becauseitcontainsnotonlysecondaryions、but also次级电子公司、sim 3360表面成像网、al、Al e、 simimageofabrokenmcp (微通道板) obtainedbyusinganauprimaryionbeam.thechanneldiameteris 10 m。 SIM: Surface imaging w

12、ith FIB、In FIB、通道连接对比度4 timesasintenseasthatproducedbyebsdinthesem。 anditresultsinspectaculargraincontrast .CCM :灰色建筑工程师analalloy，as ions are主机电子。 they could超级物质，inadditiontoexcitesecondaryelectronsandionsfromthesamples . cross-sectioning and analysis advantages : preciselycutattherightlocationfreeo

13、fartifactsintroducedduringdicing、gring、轮询不要！fibcanminimizeartifactsofmechanicalpreparation、asinthiscasenifoam.iieimagerevealsgrainstructureandporositydifficulttoobserv batteryelectrodesanalysis : fibimagingofnifoam证明缺陷与基材的形态密切相关，薄膜厚度均匀，薄膜的表面缺陷和截面fib像在不同厚度的薄膜上形成柱状晶， 不仅有集合组织，还有imagesandschematicsofagfilmstructures (withdifferentthickness )、After cutting the film with FIB、 thebucklegeometryandthediscontinuityrevealedfilmstressrelaxation，imageofatelephonecordbuckleonadlcfilm，A: Pt保护层，其下厚度10微米腐蚀后的1018C钢的FIB截面像、涂层磨损区域截面的FIB观察、磨损前、后截面的IIE沟道对比度像，柱状晶上部因磨损作