聚焦离子束（FIB）仪器使用精细聚焦的离子束来修改和成像感兴趣的样品。聚焦离子双光束FIB主要用于创建非常精确的样品横截面，以便通过SEM，STEM或TEM进行后续成像或进行电路修改。此外，聚焦离子束FIB成像可用于直接对样品进行成像，检测来自离子或电子束的发射电子。聚焦离子双光束FIB的对比机制与SEM或STEM不同，因此在某些情况下可以获得独特的结构信息。聚焦离子束FIB/SEM将这两种技术集成到一个工具中，而单光束FIB仅包含离子束，电子束成像在单独的SEM，STEM或TEM仪器中进行。

作为样品制备工具，聚焦离子双光束FIB可以准确地产生样品的横截面，否则无法创建：

• 聚焦离子束FIB分析彻底改变了TEM样品的样品制备，使识别亚微米特征和精确制备横截面成为可能。
• 聚焦离子束FIB制备的切片广泛用于SEM显微镜，其中聚焦离子束FIB制备，SEM成像和元素分析可以使用相同的多技术工具进行。
• 聚焦离子束FIB制备的切片也用于俄歇电子能谱，以快速准确地提供地下特征的元素鉴定。
• 它是检测具有小而难以接近特征的产品的理想工具，例如半导体工业中的产品以及亚表面颗粒鉴定。
• 对于难以横截面的产品来说，这是一个不错的选择，例如难以抛光的软聚合物。

FIB理想用途

• 扫描电镜、STEM 和透射电镜样品制备
• 难以接近的小型样品特征的高分辨率横截面图像
• 通过原位提升进行微量取样

FIB优势强项

• 横截面小目标的最佳方法
• 快速、高分辨率成像
• 良好的颗粒对比度成像
• 支持许多其他工具的多功能平台

高精度：由于离子束具有较高的能量和较小的束斑直径，可以实现高精度的定点切割和微小区域的分析。

非接触式加工：FIB切割过程中不需要直接接触样品，可以避免对样品造成损伤。

可逆性：FIB切割过程不会改变样品的化学性质和结构，可以进行多次切割和分析。

多功能性：除了切割功能外，FIB还可以实现材料的剥离、沉积、注入和改性等功能

FIB缺点限制

• 通常需要真空兼容性
• 成像可能会破坏后续分析
• 分析面上的残留Ga
• 离子束损坏可能会限制图像分辨率
• 截面积小

FIB技术规格

• 检测到的信号：电子、二次离子、X射线、光（阴极发光）
• 成像/映射：是
• 横向分辨率/探头尺寸：7 nm（离子束）;20 nm（电子束）

制样说明

1.FIB-TEM的制样流程

针对表面薄膜，涂层，粉末大颗粒、块体等试样，通过对规定位置精确定位切割来制备TEM试样；

① 找到目标位置（定位非常重要），表面喷Pt保护（样品导电则不用喷Pt）；

② 将目标位置前后两侧的样品挖空，剩下目标区域；

③ 机械纳米手将这个薄片取出，开始离子束减薄；

④ 减薄到理想厚度后停止；

⑤ 将样品焊到铜网上的样品柱上，标注好样品位置。

在材料分析与微观结构研究领域，聚焦离子束（FIB）仪器展现出了卓越的性能和重要的价值。我们了解到，FIB 无论是双光束还是单光束形式，都有着独特的工作方式和应用场景。其中双光束 FIB 在制备样品横截面方面表现出色，这为后续通过 SEM、STEM 或 TEM 进行成像以及电路修改等操作提供了极大的便利。而且，它的成像机制能为我们带来与众不同的结构信息，这在一些特定的研究中是至关重要的。

从应用角度来看，FIB 作为理想的样品制备工具，在多个领域都有出色表现。它彻底革新了 TEM 样品制备方法，使得亚微米特征的识别和横截面的精确制备成为可能；在 SEM 显微镜中，其制备的切片能实现制备、成像和元素分析一体化；对于俄歇电子能谱，也能快速准确地完成地下特征的元素鉴定。在处理具有小而难接近特征的产品，如半导体工业产品和进行亚表面颗粒鉴定时，以及对于那些难以横截面的软聚合物等产品，FIB 都展现出了无可替代的优势。

FIB 的优势强项也是非常显著的。它能高精度地对小目标进行横截面处理，离子束的高能量和小束斑直径保障了定点切割和微小区域分析的准确性。在加工过程中，非接触式的特点避免了对样品的损伤，而且其可逆性确保了样品化学性质和结构不受影响，可多次切割分析。此外，FIB 的多功能性更是令人瞩目，除切割外，还能实现材料的剥离、沉积、注入和改性等多种复杂功能。

当然，我们也不能忽视 FIB 存在的缺点限制。其对真空兼容性的要求，可能会对使用环境有一定限制；成像过程可能会破坏后续分析，分析面上残留的 Ga 以及离子束损坏对图像分辨率和截面积的影响等问题，都需要我们在使用过程中加以注意和权衡。

在制样方面，FIB - TEM 的制样流程有着严格的步骤，从对表面薄膜、涂层、粉末大颗粒、块体等试样的规定位置精确定位切割，到表面喷 Pt 保护（导电样品除外）、挖空目标位置两侧样品、机械纳米手取薄片、离子束减薄，再到将样品焊到铜网上的样品柱并标注位置，每个环节都关乎最终制样的质量。

总的来说，FIB 是一款功能强大但也有一定局限性的仪器，在材料科学等领域的研究中，我们需要充分利用其优势，同时谨慎应对其可能带来的问题，以更好地发挥其在微观分析中的作用。

FIB测试常见的问题

FIB可以做什么？

（1）FIB-SEM：FIB制备微纳米级样品截面，进行SEM和能谱测试。

（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。

FIB制样可能引入的杂质？

W、C、Pt和Ga，其中W、C和Pt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。

FIB样品为什么需要导电？

样品是在SEM电镜下进行操作，需要清晰地观察到样品的形貌，否则无法精准制样。

FIB-TEM的制样流程是 ?

(1）找到目标位置（定位非常重要），表面喷Pt、W或C进行保护目标区域； 

(2）将目标位置前后两侧的样品挖空，剩下目标区域后进行U-cut；

(3）通过纳米机械手将这个薄片取出，将样品焊到铜网上的样品柱上；

(4）减薄到理想厚度后停止。

FIB相关资源

• 网络研讨会：FIB
• 应用说明：高级显微镜