FIB Focused Ion Beam

Analog zu einem System mit fokussiertem Elektronenstrahl (Raster- oder Durchstrahlungselektronenmikroskop) wechselwirkt
ein auf eine Probenoberfläche einfallender Ionenstrahl mit dieser und erzeugt so Signale, welche mittels geeigneter Detektoren
aufgefangen werden können. Im Unterschied zu „leichten“ Elektronen, welche die Probenoberfläche kaum verändern, führen
aber „schwere“ Ionen zu einem Materialabtrag und können so neben ihrer Bildgebenden Funktion auch als Mikro- oder
Nanobearbeitungswerkzeug verwendet werden.
Das Gerät Quanta 200 3D verfügt über eine Kombination aus Elektronen- sowie Ionenquelle (Dual Beam), welche unabhängig
voneinander betrieben werden können und damit die Vorteile beider Strahlquellen miteinander verbindet.

Einsatzgebiet und Anwendung (REM und FIB):

 

  • Schichtdickenbestimmung, Schichtstrukturanalyse
  • In situ Querschnittspräparation im Gerät, auch von sehr dünnen (im Bereich einiger nm) Schichten auf der Oberfläche
  • Kristallgrößenbestimmung (channelling effect)
  • Oberflächentopographie- und Oberflächenstrukturanalyse (ausgezeichneter Topographiekontrast bei Verwendung von
    Ionen)

    • Oberflächenrauigkeiten
    • Unterschiedliche Elementzusammensetzung
    • Bruchflächencharakterisierung
    • Teilchengrößenbestimmung von Pulvern
  • Mikrostrukturierung von Oberflächen durch Schneiden oder gezielte Abscheidung von Pt
  • Gefügeuntersuchungen
      Korngrößenverteilung

    • Phasenanalyse
    • Ausscheidungsidentifikation
  • Elementanalyse (EDX)

 

Spezifikationen:

 

  • Beschleunigungsspannung:
    • 0,2 – 30 kV (Elektronen)
    • 5 – 30 kV (Ionen)
  • Auflösung (Punkt zu Punktauflösung)
    • 3,5 nm bei 30 kV (Elektronen)
    • 10 nm bei 30 kV und 10 pA (Ionen)
  • Abscheidung von Pt im Gerät
  • 5 –achsige motorisierte Probenbühne
    • Kippung -10 bis 60 °
    • Verfahrweg
      • x=50 mm
      • y=50 mm
      • z=25 mm
  • Maximaler Gasdruck in Probenkammer: 27 mbar
  • Variable Gaszusammensetzung in der Probenkammer
  • (Semi)-quantitative Elementanalyse (EDX) für Elemente mit Ordnungszahlen ≥ Bor
  • (EDAX-Phoenix System)

 

Probenanforderungen (FIB):

 

  • Probegröße: max. 2 x 2 cm
  • max. Probenhöhe (bei Elementanalyse): 2 cm
  • Probenzustand: fest, pulverförmig

 

Mögliche Proben:

 

  • Leitende Oberflächen: z.B. Metalle
  • Nicht leitende Oberflächen.: z.B.
    Kunststoffe, Keramiken,
    Papier,…
Längs- und Querschnitt durch ein Stahlblech

Längs- und Querschnitt durch ein Stahlblech

Kornorientierungskontrast eines Zweischichtsystems nach Präparation im Gerät

Kornorientierungskontrast eines Zweischichtsystems nach Präparation im Gerät

Mikrostrukturierung einer Oberfläche im Sub-μm Maßstab

Mikrostrukturierung einer Oberfläche im Sub-μm Maßstab

CEST