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三维原子探针(APT)

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三维原子探针(Atom probe tomography,APT;或Three-Dimensional Atom Probe,3DAP)是目前唯一能够在近原子尺度上(z向分辨率约为0.1~0.3 nm,x和y向分辨率约为0.3~0.5 nm)进行三维映射和化学成分精确测量(化学敏感度约为20 ppm,物质的量浓度)的材料分析技术,并能在近原子尺度上对材料内部微观结构,如固溶体、短程有序、团簇、纳米析出相、位/层错和界面等的元素分布和化学成分进行精准表征。

原子探针是基于场发射原理制成的。在超高真空及液氮冷却试样条件下,在针尖试样上施加足够的正高压,试样表面原子开始形成离子并离开针尖表面。这称为场发射

通过在样品与近局域电极之间施加电场,在电压脉冲或激光脉冲作用下使材料表面的原子逐层剥离出来,剥离出的离子经过直流电场后飞向探测器。

根据离子的飞行时间,可以推算出每个离子的质合比;根据离子到达探测器的位置和次序,推算其原始位置,通过软件对数据进行重构,从而还原各个原子在材料的三维空间分布。

样品要求

样品满足FIB制样

1. 粉末样品至少5微米以上尺寸,且无磁性;薄膜/块体样品最大不超过2cm,高度不超过5mm,可以有磁性;强磁样品的尽量让尺寸更小;

2. 送样前,需在SEM电镜下确认好样品满足FIB的要求;

3. 包样样品加工成品大小一般不超过长度5μm*深度5μm;如果样品需要加工更大尺寸,需要下单前联系我们进行评估和议价;

4.样品要求导电性良好,如果导电性比较差的话需要进行喷金或喷碳处理。

提供样品结构成分信息以及测试需求。

常见问题

Q1、FIB可以做什么?

(1)FIB-SEM:FIB制备微米级样品截面,进行SEM和能谱测试。样品尺度要求2-30μm,通常切样面直径不超过10μm。

(2)FIB-TEM:FIB制备满足透射电镜的 TEM截面样品。样品包括:薄膜、块体样品,微米级颗粒。样品种类:陶瓷、金属等。

Q2、FIB制样可能引入的杂质?

W、C、Ga,其中W、C是为了保护减薄区域,Ga是离子源。如果样品不导电可能喷Au或者喷Pt,从而引入这两种元素。

Q3、APT可以做什么?

可以进行进行三维映射和化学成分精确测量(化学敏感度约为20 ppm,物质的量浓度)的材料分析。

Q4、APT的制样过程?

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