西安蔡司FIB雙束西安掃描電鏡在材料科學中的應用

　　高分辨率TEM橫截麵樣品製備

　　在眾多FIB離子源中
，液態金屬離子源(LMIS)Ga-FIB因其裝置成熟

、離子束穩定而最為普及。針對此類儀器，研究者已發展出一整套從大塊材料中精準切取、薄化至電子透明的流程。

　　具體而言

，利用低加速電壓
、斜入射角與逐級遞減束流，可顯著抑製表麵非晶化層的厚度;同時，通過沉積Pt

、C等覆蓋層並配合搖擺台銑削
，可有效消除“窗簾”效應。近年來，惰性氣體離子源(Ne-FIB、Xe-FIB)的商業化為樣品製備提供了新的可能。與Ga離子不同，貴氣體離子不與樣品發生化學反應，也不會在晶界處聚集
，因而可顯著降低離子注入與化學汙染風險
，為高純度、高保真度的截麵分析奠定基礎。

　　APT針狀樣品製備

　　APT要求樣品具備尖銳的針狀幾何形貌(頂端半徑<50 nm)，傳統電化學方法難以實現對複雜材料體係的普適加工。

　　FIB西安掃描電鏡環形銑削則能通過逐級縮小銑削環
、梯度降低束流電流的方式
，塑形並獲得理想。

　　與TEM製備相似，束損傷始終是不可忽視的核心問題。尤其對Ga-FIB而言，注入的Ga離子可能在後續升溫或激光脈衝探測過程中發生擴散，導致定量分析誤差。

　　一種有效策略是在完成粗加工後

，以Ne-FIB進行最終拋光，據報道可清除針尖外層所有可檢測的Ga汙染。此外

，低溫(< −100 °C)Ga-FIB銑削同樣被證實能夠限製Ga在固體中的擴散深度，為對溫度敏感材料的APT製樣提供了可行路徑。

　　特定位置三維斷層成像

　　FIB西安掃描電鏡的“定點截麵”能力使其成為原位/外部多模態分析(如SEM、EDS、EBSD)的理想伴侶。

　　通過事先在SEM中鎖定目標結構，再以FIB切割
，即可暴露內部截麵並在同一平台實現元素成分或晶體學測定。進一步地
，若將此過程自動化為連續切片—成像—重建的循環

，即可獲得材料或器件的三維破壞性層析數據。

　　該方法目前已廣泛應用於鋰離子電池電極、固態燃料電池以及生物礦化等複雜體係

，為闡明形貌—成分—性能之間的內在關聯提供了前所未有的三維視角。