广东以色列理工学院电镜中心再添一把“利器”——聚焦离子/电子双束显微镜。

什么是聚焦离子/电子双束显微镜？它如何服务于科研工作？它还有什么隐藏的技能等着我们一探究竟？

下面，就请跟随广以君来看看~

大家是否见过在硅片上刻蚀的广以校徽校训长什么样？一般来说，人眼能分辨的尺寸是0.1毫米，我们日常见到的校徽尺寸大多是几到几十厘米，但通过今天介绍的聚焦离子/电子双束显微镜（Focused Ion/Electron DualBeam Microscope - FIB）对材料进行特定形状的微纳加工，可以轻松制备出几十微米甚至更小尺寸的校徽图案。

下图即为用FIB电镜在硅片上刻蚀广以校徽校训图案的形貌。

直径为58微米的广以校徽

长180微米、宽80微米的广以校徽校训

*1厘米=10毫米=10000微米

广以电镜中心配置的这台Helios 5 UC双束电镜（FIB-SEM）可大有来头。它结合了聚焦离子束系统和具有单色器技术的电子束系统，除自带的多种气体沉积/刻蚀系统、纳米机械手、高精度的五轴电动工作台、样品导航、离子清洗仪及全自动校准功能外，还配备了多种探测器附件。这台电镜可快速、简便、精确的完成高质量的透射电镜样品制备和微纳加工等，同时辅以不同模式和需求下的电子成像。

设备简介

• 名称：聚焦离子/电子双束显微镜

• 型号：Helios 5 UC

探测器

• 镜筒内背散射电子探测器

• 镜像背散射电子探测器

• 穿过透镜二次电子/背散射电子探测器

• Everhart-Thomley二次电子探测器

• 样品室二次电子和二次离子探测器

• 定向背散射电子探测器

• 扫描透射电子模式探测器

• 能谱仪

• 电子背散射衍射探测器

主要功能

• 透射电镜样品制备

• 微纳加工

• 形貌观察

• 成分及晶体结构分析

• 三维重构

优势

• 先进的FIB-SEM双束系统和精准的样品导航功能，可快速高质量的制备材料特定部位的透射电镜样品。
  

• 高通量的离子束系统，不仅可在高电压下对样品进行铣削，还可利用低能离子最大限度的减少对样品表面的损伤。

• 配备最先进的软件和图案引擎，能够快速、精准地铣削和沉积临界尺寸小于十纳米的复杂结构。

• 可提供高质量、全自动、多模态的三维数据采集，实现材料的三维重构。

• 具有先进单色器技术的电子束系统及多探测器设计，可满足不同需求的高分辨电子成像。

应用领域

广泛应用于材料科学、半导体行业和化工工业等众多领域固体材料的制备、表征及分析。

功能应用实例

透射电镜样品制备（以硅片为例，流程如下）

沉积保护层

上下两侧刻槽

切断薄片试样与基体左侧和底部的连接

将机械手针尖与薄片试样左侧焊接

切断薄片试样右侧与基体的连接并取出

将薄片试样焊接在梳齿上

阶梯状减薄后的薄片试样（俯视图）

低能量抛光后的薄片试样（正视图）

形貌表征

钛铝合金中的α2、β和γ相及少量的α2+γ板条结构

不同径粒的锡球

成分分析

Ti-43.5Al-4Nb-1Mo合金的元素分布

晶体结构分析

钛铝合金晶粒的取向（上）和相分布（下）

# 广以电镜中心 #

广东以色列理工学院拥有世界一流的学术环境和科研团队。广以材料学院电镜中心(Electron Microscopy Center-EMC)是一个跨领域、跨学科，集分析测试服务、基础研究和应用研究为一体的综合性开放平台。电镜中心以材料的微观表征为切入点，用多种电子显微方法研究不同材料的微观结构和化学成分(可至原子水平)，并建立微观结构、化学成分和材料性能之间的内秉关系，为材料性能优化和进一步应用提供基本的科学支撑。

延伸阅读：Exploration | 微观世界的奇妙探索之旅（一）

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文/图：GTIIT电镜中心、GTIIT传媒与公共事务部