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離子探針儀器的概念和應(yīng)用

閱讀:4006發(fā)布時(shí)間:2009-12-16

      離子探針是指對(duì)金屬及非金屬材料表面不同深度的元素成份分析,可做全元素分析。應(yīng)用于半導(dǎo)體材料、冶金建材等部門。離子探針儀器的種類分析:就成像技術(shù)而言,可分為掃描型離子微探針(scanning ion microprobes) 和攝像型離子探針。前者的一次離子束斑直徑較小,(φ≤1μm),并在樣品上掃描,類似于掃描電鏡(SEM)和掃描俄歇微探針(SAM),也叫離子微探針。后者是一次離子束斑較大(φ~300μm),并靜止不動(dòng),而二次離子光學(xué)(secondary ion optics)掃描成像,也叫離子顯微鏡(ion microscope),空間分辨率~0.2μm。在離子探針迅速發(fā)展中,要說明或列出所有不同的儀器是不可能的。概括地說,大致可以分為以下幾類:

1.非成像離子探針

2.離子顯微鏡

3.掃描離子微探針

4.圖像解剖離子探針(image dissecting ionprobes)

像離子探針適用于許多不同類型的樣品。下面給出一些代表性例子。

1、金屬樣品

    這是理想的樣品,不會(huì)荷電。首先可用SEM 直接找出感興趣的分析區(qū)。使用剖面樣品和使用掃描離子探針,沿剖面線掃描的方法是一種有用的技術(shù),可作為動(dòng)態(tài)SIMS 的補(bǔ)充??捎糜诮饘傺趸锍砷L(zhǎng)、腐蝕、焊接、應(yīng)力失效斷裂和晶粒間界偏析等方面的研究。

2、半導(dǎo)體器件

    檢測(cè)摻雜分布剖面和層形結(jié)構(gòu)。隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展,掃描離子探針分析越來越重要。

3、非導(dǎo)體樣品

    高聚物和玻璃產(chǎn)品是典型絕緣樣品。為子解決荷電問題,火焰光度計(jì)已開發(fā)出了微聚焦掃描原子束,可以對(duì)絕緣樣品產(chǎn)生高質(zhì)量的離子像。但當(dāng)橫向分辨率需優(yōu)于5μm時(shí),上述源就不能滿足要求了。此時(shí)仍需用聚焦微離子束。這方面己成功地得到了家蠅復(fù)眼的離子像。應(yīng)用的另一個(gè)領(lǐng)域是復(fù)合材料,尤其是研究這類材料破裂界面的情況。

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