相信大家都知道準(zhǔn)確的表征分析能夠極大地增強(qiáng)對(duì)材料的研究效率但是又經(jīng)常被截面、斷面結(jié)構(gòu)樣品弄得束手無(wú)策。往往感覺(jué)制出來(lái)的樣品是這樣的：

 so nice and clean ↓

其實(shí)是這樣的

有點(diǎn)拉胯 ↑

但是領(lǐng)導(dǎo)的布置的研究任務(wù)很緊急�。。。�

因?yàn)榻孛鍿EM研究對(duì)于很多行業(yè)都太重要了，例如電子材料、光伏材料、鋰離子電池、陶瓷、金屬材料、高分子材料、半導(dǎo)體、生物材料等；當(dāng)你需要對(duì)材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，又不想因?yàn)閭鹘y(tǒng)制樣手段破壞結(jié)晶構(gòu)造的層積形狀、結(jié)晶狀態(tài)、斷面異物形狀的時(shí)候，怎么辦！

某生無(wú)可戀的電鏡操作人員 —— 米斯特 · 郝凡腦

接下來(lái)就帶大家認(rèn)識(shí)兩種高端的 SEM 截面制樣手段

一. 聚焦離子束（FIB）

第一種當(dāng)然就是大家已經(jīng)熟知的 FIB（聚焦離子束，F(xiàn)ocused Ion beam）啦！它是利用電子透鏡將離子束聚焦成非常小尺寸的離子束轟擊材料表面，實(shí)現(xiàn)材料的剝離、沉積、注入、切割。雖然通常我們將 FIB 與透射電鏡 TEM 的制樣以及納米加工聯(lián)系在一起，但其實(shí)在掃描電鏡 SEM 的截面制樣中，它也有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì) —— 可以以高度可控的方式對(duì)樣品的不同區(qū)域進(jìn)行截面切割。例如，可以以 20 個(gè)步進(jìn)（每個(gè)步進(jìn) 0.1 微米）來(lái)對(duì)區(qū)域制成切片（圖 1 和 2），以穿過(guò)感興趣的區(qū)域。每個(gè)步進(jìn)都可以成像，并由 EDX 分析。

Figure 1&2 氧化物裂紋，紅色箭頭下方有缺陷

FIB 的缺點(diǎn)主要是暴露區(qū)域有限，并且難以處理非導(dǎo)電樣品。FIB 不允許對(duì)整個(gè)模具進(jìn)行檢查，但可以對(duì)關(guān)鍵位置進(jìn)行成像，這些位置可以彼此非�？拷�且角度不同（見(jiàn)圖3）。在查看封裝問(wèn)題（例如橫跨裝置的焊球 / 凸點(diǎn)附著）時(shí)，偏小的檢查區(qū)域使得 FIB 的方法受限。

Figure 3 每個(gè)溝槽的內(nèi)部由 FIB 自帶的 SEM 進(jìn)行成像

當(dāng)然其實(shí)限制 FIB 走向普羅大眾還有一個(gè)原因 —— 貴！動(dòng)輒大幾百萬(wàn)的價(jià)格使得眾多有截面 SEM 制樣需求的用戶望而卻步，往往只能到高校的測(cè)試中心進(jìn)行付費(fèi)檢測(cè)，效率低下不說(shuō)，較高的測(cè)試費(fèi)也是一筆不小的持續(xù)成本。

不知道拼多多上能不能開個(gè)團(tuán)？

這！個(gè)！時(shí)！候！就不得不提最近最火爆的 SEM 截面制樣工具了！

二. 離子研磨（Ion Milling - CP）

離子研磨設(shè)備作為同樣使用離子束處理樣品的手段，利用氬離子光束對(duì)材料表面進(jìn)行濺射的方法，不會(huì)對(duì)樣品造成機(jī)械損害，獲得表面平滑的高質(zhì)量樣品。可以實(shí)現(xiàn)平面研磨和截面刨削這兩種形式，當(dāng)然這次我們主要是關(guān)注它的截面刨削功能啦！

在離子研磨過(guò)程中，使用高能離子槍轟擊樣品的頂面。高能離子束與樣品的表層非晶層中松散結(jié)合的表面原子相互作用，并將其除去以顯示原子級(jí)清潔的表面。在整個(gè)過(guò)程中會(huì)調(diào)整一些參數(shù)，例如離子能量，離子束入射角，以優(yōu)化樣品制備時(shí)間和表面質(zhì)量。

相比于 FIB，離子研磨的投入、使用成本更低，樣品處理表面積更大。它幾乎可以適用于各種材料，包括難以拋光的軟材料，如銅、鋁、金、焊料和聚合物等；難以切割的材料，如陶瓷和玻璃等；軟的、硬的和復(fù)合材料，損傷、污染和變形可以控制得非常小。

許多沒(méi)有了解過(guò)離子研磨的客戶，在第一次嘗試后突然發(fā)現(xiàn)，原來(lái)我的樣品還可以做出這樣子的 SEM 表征圖像！

下面帶大家欣賞一些樣品變裝秀

飛納電鏡特別聯(lián)手匈牙利 Technoorg Linda 公司為大家?guī)��?lái)目前性價(jià)比最高的離子研磨設(shè)備，并且為了符合飛納電鏡多、快、好、省的特性，讓截面 SEM 樣品不再成為困擾！

如果對(duì)截面制樣技術(shù)感興趣，想了解更多信息和技術(shù)細(xì)節(jié)，歡迎聯(lián)系飛納電鏡 —— 復(fù)納科學(xué)儀器（上海）有限公司哦！