基本原理
当使用离子束抛光表面时,要充分考虑所使用的抛光参数对样品中每个组分的抛光效果,从而实现层界面和晶粒结构清晰可见。相比于离子抛光厚度,较大的角度可用于选择性地抛光,从而提高成像衬度。例如,多晶材料中,不同取向的晶粒具有不同的抛光速率,因此经衬度增强后,晶粒结构清晰可见。同样,也可以使用衬度增强方法来抛光横截面。大多数情况下,在经历研磨和机械抛光后,很难辨认样品中的晶粒或层界面。因此,通常会对抛光后的样品表面进行化学腐蚀。离子束抛光能很好地用于提高样品表面的成像衬度。衬度增强通常作为表面修饰的最后一步。在进行衬度增强之前,使用离子抛光对样品表面进行清理是非常重要的。
优点
* 比化学腐蚀更快,且操作过程非常干净清洁
* 应用范围广泛,特别适合那些不能使用化学腐蚀的样品表面
可能的应用
* 金属、半导体、陶瓷,甚至一些有机材料,如骨头;
* 一些特殊的应用领域,如一些不能使用化学腐蚀或只能有限使用化学腐蚀的材料或组合材料。
应用实例
● 微电子结构的截面抛光
● 半导体结构断裂后,揭示显露其中的单独结构
● 对多层构件进行抛光,获取层厚信息
● 对具有不同硬度的层组成的多层系统进行抛光,揭示显露其界面结构
案例分享
多晶材料的衬度增强
01
目的
离子抛光能非常好地代替化学腐蚀,特别是对于多晶材料,如铜。离子抛光能用于增加晶粒结构和晶界的衬度。相比于化学腐蚀,离子抛光过程是干净清洁,安全和易于操作的。所使用的离子束能量,取决于材料的抛光速率。
02
制备参数
加速电压: 2kV
枪电流: 1.5mA
抛光角度: 48°
抛光时间: 3分钟
03
结果
铜的抛光速率很高,因此,经历3分钟的短时间抛光后,其晶粒结构就清晰可见。
图2 在使用离子抛光进行衬度增强后,铜表面的形貌
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