對于許多材料,想觀察其內部結構就需要使用到透射電子顯微鏡,但由于透射電鏡對樣品厚度的限制,絕大部分的材料樣品都不能直接放到透射電鏡進行觀察拍攝。因此樣品在進行透射電鏡拍攝前需要進行前處理,使其變薄至200 nm以下,目前常用的方法有凹坑法、化學腐蝕法、超薄切片法和離子減薄法。
凹坑法
化學腐蝕法
超薄切片法
離子減薄法
不同的方法適用于不同的樣品,凹坑法和化學腐蝕法會在不同程度上對樣品有著破壞的弊端,超薄切片在一些脆性材料面前就顯得不那么適用,并且在經濟上也價格更加高昂,而離子減薄法基本能適用于各類樣品且操作便捷,離子減薄過后的樣品可以直接上透射電鏡進行觀察拍攝。
離子減薄儀是透射電鏡樣品制備流程中重要的微納加工儀器,可將大部分金屬、陶瓷、涂鍍層等材料加工成厚度小于200 nm的薄片。它由顯微鏡、CCD攝像頭 (或數碼相機)、樣品倉及真空泵、離子槍等部分組成。它的工作原理是由電場將氬氣電離形成氬離子后通過離子槍打出,轟擊樣品表面,使樣品表面的顆粒脫落從而達到減薄的目的。減薄過程通常是雙面減薄,有助于獲得更均勻的薄區且效率更高。
雙面減薄示意圖
鼎竑GU-AI9000離子減薄儀有著它的優勢,首先它具有無磁聚集離子源,不會使磁性碎屑吸附在樣品表面,離子束斑大、離子槍易維護。并且雙離子源可獨立控制,能量范圍廣,適合各類樣品,同時具備高能量(快速制樣)和低能量(精細修復)的功能。其次它的減薄功能十分強大,同時具有快速、薄區大和自動終止等特點。并且它的真空及制冷系統也在同類設備中有優勢,使用了內置雙泵(浦發隔膜泵和萊寶渦輪分子泵),不占用多余空間,同時具有半導體冷臺制冷,無需液氮也可到達-30℃。
鼎竑GU-AI9000離子減薄儀
硅片在電子電器行業使用廣泛,但硅片屬于脆性樣品,使用其他方法較難制樣,使用GU-AI9000離子減薄儀可有效快速減薄樣品。
單晶硅片明暗場襯度圖像
這類硬質合金在汽車、航空等領域應用廣泛,但它具有強度大、硬度高等特點不易制樣,在減薄過程中既要快速又要保持減薄薄區可觀察,使用GU-AI9000離子減薄儀可以解決這類樣品制備問題。
碳化物-鈷硬質合金明暗場圖像
這類樣品屬于較易制備樣品,在各類行業都應用廣泛。
紫銅明暗場位錯圖像
鋁合金在電器等行業應用廣泛,且這類樣品較易制備。
鋁合金明暗場位錯圖像
鼎竑GU-AI9000具有無磁聚集離子源、破孔自動終止等技術優勢,可滿足電鏡制樣前處理需求,是專為上透射電鏡的材料樣品進行處理的離子減薄儀。
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