原子探針場(chǎng)離子顯微鏡的定義

由E.W.Müller在20世紀(jì)50年代發(fā)明的場(chǎng)離子顯微鏡(FIM)，是別具一格的原子直接成像方法，它能清晰地顯示樣品表層的原子排列和缺陷，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的原子探針(AP)和三維原子探針(3DAP) 則可以對(duì)不同元素的原子逐個(gè)進(jìn)行分析，鑒定其元素類(lèi)別，其中3DAP還可以給出納米空間中不同元素原子的分布圖形。

場(chǎng)離子顯微鏡結(jié)構(gòu)，它由一個(gè)真空容器組成，被研究材料的樣品制成針尖形狀，其尖端曲率半徑約為50nm，被固定在距離熒光屏大約50mm的位置。樣品被冷卻至深低溫，以減小原子的熱振動(dòng)，使原子的圖像穩(wěn)定可辨，并接3～30kV正高壓作為陽(yáng)極。儀器工作時(shí)，首先將容器抽到10-8Pa的真空度，然后通入氦氣、氖氣或氬氣等成像氣體至10-3Pa。在加上足夠高的電壓時(shí)，樣品尖端附近的氣體原子發(fā)生極化和電離，氣體離子在電場(chǎng)作用下射向熒光屏產(chǎn)生亮斑，在熒光屏上即可顯示尖端表層原子的清晰圖像，其中每一亮點(diǎn)都是單個(gè)原子的像。為了使圖像得到增強(qiáng)，在熒光屏前面放置一塊微通道板，當(dāng)氣體離子射入微通道板后，產(chǎn)生一束增強(qiáng)的二次電子，二次電子轟擊到熒光屏上產(chǎn)生一個(gè)增強(qiáng)的亮斑。

原子探針場(chǎng)離子顯微鏡的作用

玻璃鏡片廠家的話，簡(jiǎn)單的說(shuō)是做元素分布的，上海大學(xué)有。可以看出原子的分布，晶界偏聚了啥原子，用處蠻大，國(guó)內(nèi)只有上海大學(xué)有。確切的說(shuō)是三維原子探針只有上海大學(xué)有，且有兩個(gè)。場(chǎng)離子顯微鏡國(guó)內(nèi)現(xiàn)在應(yīng)該有幾個(gè)吧。

主要是可以給出納米空間內(nèi)的元素三維分布情況，研究納米析出相或者納米團(tuán)簇、偏聚等問(wèn)題，可以既給出原子位置又給出原子是什么。在此領(lǐng)域要比其它分析手段先進(jìn)很多。新的一臺(tái)可以分析150 nm×150 nm×深度空間的內(nèi)容。