材料电子及中子分析技术 课件 10知识点5 聚焦离子束、 能量损失谱分析.pptx

聚焦离子束、能量损失谱分析

（X-RayPhotoelectronSpectroscopy,XPS）

材料研究方法

一、聚焦离子束

聚焦离子束系统是利用静电透镜将离子束聚焦成极小尺寸的显微加工仪器。

1.工作原理

在离子柱顶端外加电场(Suppressor)于液态金属离子源，可使液态金属形成细小尖端，再加上负电场(Extractor)牵引尖端的金属，从而导出离子束。然后通过静电透镜聚焦，经过一连串可变化孔径(AutomaticVariable

Aperture，AVA)可决定离子束的大小，而后通过八极偏转装置及物镜将离子束聚焦在样品上并扫描。

离子束轰击样品，产生的二次电子和离子被收集并成像或利用物理碰撞来实现切割或研磨。

2.聚焦离子束的应用分析

1）离子束成像

（a）离子束成像示意图

(b)铝多晶体离子通道衬度扫描图

图10-39

离子束成像

2）离子束刻蚀

(a)平面刻蚀字母图形

(b)离子束切片示意图

(c)

三维重构示意图

图10-40

离子束刻蚀

3）透射电子显微镜(TEM)样品制备

图10-41

TEM样品制备过程图

4）三维原子探针(APT)样品制备

(a)

FIB加工半导体槽样品及APT后三维重构效果图

(b)FIB制备B在Ni基晶界处偏析样品及APT后三维重构效果图

图10-42三维原子探针(APT)样品制备示例

5）气体辅助沉积

图10-43

FIB诱导沉积示意图及示例

二、能量损失谱分析

1工作原理

当已知动能的入射电子穿透样品时，与样品发生非弹性作用，电子将损失部分能量，如果对出射的电子按其损失的能量进行统计计数，便得到能量损失谱。非弹性散射是由激发原子的内壳层电子、价电子包括自由电子引起。

应用

图10-44锆氧化物析出相的EELS和EDS面扫描分析结果对比

1）运用扫描透射电子显微镜中电子能量损失谱仪（STEM-EELS）分析表面成分。

2）运用透射电子显微镜中电子能量损失谱仪（TEM-EELS）分析。

（a）单晶Au纳米薄片（b）多晶Au纳米薄膜

图10-45单晶Au纳米薄片和多晶Au纳米薄膜的EELS谱