聚焦離子束電鏡是一種利用高能量的離子束對樣品表面進(jìn)行掃描、成像和加工的技術(shù)，通過在同一設(shè)備中集成電子束和離子束，實(shí)現(xiàn)了對樣品的高精度成像和加工。
聚焦離子束電鏡的工作原理可以分為以下幾個步驟：
1、離子源產(chǎn)生離子：一個液態(tài)金屬在加熱后形成氣體，通過施加高電壓使氣體中的金屬原子電離，形成離子。這些離子隨后被提取并通過一系列透鏡系統(tǒng)進(jìn)行聚焦。
2、離子束的聚焦與掃描：經(jīng)過聚焦的離子束直徑可以達(dá)到幾十納米甚至更小，具有高的能量密度。這個細(xì)小的離子束被精確控制，可以在樣品表面進(jìn)行掃描。
3、樣品表面的相互作用：當(dāng)高能離子束撞擊樣品表面時，會與樣品材料發(fā)生相互作用，包括物理撞擊導(dǎo)致的材料去除、化學(xué)反應(yīng)以及二次電子和離子的發(fā)射等。這些相互作用可以用來對樣品進(jìn)行刻蝕、沉積或成像。
4、成像與分析：通常配備有二次電子探測器和離子探測器，可以收集從樣品表面發(fā)射出的二次電子和離子。通過分析這些信號，可以得到樣品表面的高分辨率圖像。
5、微納加工：一個重要應(yīng)用是微納加工，它能夠在微米甚至納米尺度上對材料進(jìn)行精確切割、鉆孔、沉積和修復(fù)。這種加工能力使得其在半導(dǎo)體制造、材料科學(xué)、失效分析等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
6、三維成像與切片：還可以用于三維成像技術(shù)，通過逐層去除樣品材料并成像，可以獲得樣品內(nèi)部的三維結(jié)構(gòu)信息。
聚焦離子束電鏡因其高精度的加工能力和成像功能，在材料科學(xué)、半導(dǎo)體工業(yè)、生物學(xué)以及地質(zhì)學(xué)等多個領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。它可以用于樣品的準(zhǔn)備、微觀結(jié)構(gòu)的觀察、故障分析以及納米級器件的制造和修改。
