離子束與樣品的相互作用

在 FIB 系統中，離子源產生的離子束經聚焦后轟擊樣品表面，引發一系列物理現象。入射離子與樣品原子的原子核碰撞，產生濺射現象，這是 FIB 進行材料去除和加工的基礎。同時，入射離子也可能通過級聯碰撞將動能傳遞給樣品原子，并在樣品表面以下一定距離靜止，即離子注入。

此外，入射離子與樣品的非彈性散射還會產生二次電子、聲子、等離子激元以及 X 射線等，其中二次電子可用于成像，而 X 射線等信號則與樣品的成分信息相關。金鑒實驗室作為專注于材料分析領域的科研檢測機構，具備專業的FIB設備，能夠對各種材料進行檢測，致力于為客戶提供高質量的測試服務。

FIB-SEM 聯用系統的成分分析功能

FIB-SEM 系統是將 FIB 鏡筒與掃描電鏡（SEM）鏡筒整合在一起的有力工具，用于成分分析。

隨后，SEM 可利用其配備的各種探測器，如能譜儀（EDS）、電子背散射衍射儀（EBSD）等，對加工后的樣品表面進行成分分析和結構表征，實現對樣品微觀區域的成分、形貌及結構的同步觀測。

基于 FIB 的成分分析方法

1.EDS 能譜分析

EDS 是一種常用的成分分析方法。在 FIB-SEM 系統中，當電子束或離子束轟擊樣品表面時，會激發出樣品中的特征 X 射線。EDS 探測器能夠收集這些 X 射線，并根據其能量和強度確定樣品中所含元素的種類和相對含量。通過對樣品不同區域進行 EDS 分析，可以獲得元素的分布信息，了解樣品的成分均勻性以及不同相之間的成分差異。

例如，在分析半導體器件中的雜質分布時，可利用 FIB 制備出器件的剖面樣品，然后使用 EDS 對剖面進行掃描，確定雜質元素在不同層中的濃度和分布情況。金鑒實驗室在進行試驗時，嚴格遵循相關標準操作，確保每一個測試環節都精準無誤地符合標準要求。

2.EBSD 分析

EBSD 主要用于研究材料的晶體結構和取向信息。在 FIB-SEM 系統中，EBSD 探測器收集樣品表面背散射電子的衍射圖案，通過對這些圖案的分析，可以確定樣品中晶粒的取向、晶界的位置以及相的分布等信息。結合 FIB 的微加工能力，可以對樣品進行局部切割和制備，以便更好地觀察特定區域的晶體結構和成分變化。

FIB 成分分析的優勢

1.高空間分辨率

FIB 能夠在納米尺度上對樣品進行精確加工和制備，使得成分分析的空間分辨率大大提高。可以針對樣品中的微小區域、特定相或界面進行分析，獲取詳細的成分信息，有助于深入研究材料的微觀結構和性能之間的關系。例如，在研究納米復合材料時，FIB 可制備出單個納米顆粒或納米結構的剖面樣品，通過高分辨率的成分分析，揭示納米顆粒與基體之間的元素擴散和界面反應情況。金鑒實驗室擁有先進的FIB設備和專業的技術團隊，能夠提供標準的測試服務，為您的研究或產品質量控制提供強有力的數據支持。

2.原位分析

FIB-SEM 等聯用系統實現了樣品制備和成分分析的一體化，能夠在同一儀器中完成從樣品加工到分析的全過程，避免了樣品在轉移過程中可能受到的污染和損傷，保證了分析結果的準確性和可靠性。此外，原位分析還可以實時觀察樣品在加工過程中的成分變化，為研究材料的動態過程提供了有力手段，如在研究材料的腐蝕、氧化等過程時，可通過原位 FIB-SEM-EDS 分析，實時監測元素的遷移和化學反應。

三維成分分析

借助 FIB 的逐層切割和成像技術，可以對樣品進行三維重建和成分分析。通過連續采集不同深度層面的圖像和成分信息，能夠構建出樣品的三維元素分布模型，直觀地展示材料內部的成分變化和結構特征。這種三維成分分析方法對于研究復雜材料體系、多層結構器件以及生物樣品等具有重要價值，例如在分析半導體芯片的三維集成結構時，可利用 FIB-SEM 系統獲取各層之間的元素分布和界面信息，為芯片的設計和優化提供依據。