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85738816木蟲(chóng) (正式寫(xiě)手)
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透射電鏡的樣品制備
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透射電鏡的樣品制備是一項(xiàng)較復(fù)雜的技術(shù),它對(duì)能否得到好的TEM像或衍射譜是至關(guān)重要的.投射電鏡是利用樣品對(duì)如射電子的散射能力的差異而形成襯度的,這要求制備出對(duì)電子束"透明"的樣品,并要求保持高的分辨率和不失真. 電子束穿透固體樣品的能力主要取決加速電壓,樣品的厚度以及物質(zhì)的原子序數(shù).一般來(lái)說(shuō),加速電壓愈高,原子序數(shù)愈低,電子束可穿透的樣品厚度就愈大.對(duì)于100~200KV的透射電鏡,要求樣品的厚度為50~100nm,做透射電鏡高分辨率,樣品厚度要求約15nm(越薄越好). 透射電鏡樣品可分為:粉末樣品,薄膜樣品,金屬試樣的表面復(fù)型.不同的樣品有不同的制備手段,下面分別介紹各種樣品的制備. 。ǎ保┓勰悠贰 ∫?yàn)橥干潆婄R樣品的厚度一般要求在100nm以下,如果樣品厚于100nm,則先要用研缽把樣品的尺寸磨到100nm以下,然后將粉末樣品溶解在無(wú)水乙醇中,用超聲分散的方法將樣品盡量分散,然后用支持網(wǎng)撈起即可. 。ǎ玻┍∧悠贰 〗^大多數(shù)的TEM樣品是薄膜樣品,薄膜樣品可做靜態(tài)觀察,如金相組織;析出相形態(tài);分布,結(jié)構(gòu)及與基體取向關(guān)系,錯(cuò)位類型,分布,密度等;也可以做動(dòng)態(tài)原位觀察,如相變,形變,位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)及其相互作用.制備薄膜樣品分四個(gè)步驟: 。釋悠非谐杀∑ê穸龋保埃啊玻埃拔⒚祝,對(duì)韌性材料(如金屬),用線鋸將樣品割成小于200微米的薄片;對(duì)脆性材料(如Si,GaAs,NaCl,MgO)可以刀將其解理或用金剛石圓盤(pán)鋸將其切割,或用超薄切片法直接切割. 。馇懈畛搔眨常恚淼膱A片 用超聲鉆或puncher?qū)ⅵ眨常恚肀A片從材料薄片上切下來(lái). 。泐A(yù)減薄 使用凹坑減薄儀可將薄圓片磨至10μm厚.用研磨機(jī)磨(或使用砂紙),可磨至幾十μm. 。浣K減薄 對(duì)于導(dǎo)電的樣品如金屬,采用電解拋光減薄,這方法速度快,沒(méi)有機(jī)械損傷,但可能改變樣品表面的電子狀態(tài),使用的化學(xué)試劑可能對(duì)身體有害. 對(duì)非導(dǎo)電的樣品如陶瓷,采用離子減薄,用離子轟擊樣品表面,使樣品材料濺射出來(lái),以達(dá)到減薄的目的.離子減薄要調(diào)整電壓,角度,選用適合的參數(shù),選得好,減薄速度快.離子減薄會(huì)產(chǎn)生熱,使樣品溫度升至100~300度,故最好用液氮冷卻樣品.樣品冷卻對(duì)不耐高溫的材料是非常重要的,否則材料會(huì)發(fā)生相變,樣品冷卻還可以減少污染和表面損傷.離子減薄是一種普適的減薄方法,可用于陶瓷,復(fù)合物,半導(dǎo)體,合金,界面樣品,甚至纖維和粉末樣品也可以離子減。ò阉麄冇脴(shù)脂拌合后,裝入φ3mm金屬管,切片后,再離子減薄).也可以聚集離子術(shù)(FIB)對(duì)指定區(qū)域做離子減薄,但FIB很貴. 對(duì)于軟的生物和高分子樣品,可用超薄切片方法將樣品切成小于100nm的薄膜.這種技術(shù)的特點(diǎn)是樣品不會(huì)改變,缺點(diǎn)是會(huì)引進(jìn)形變. 。ǎ常┙饘僭嚇拥谋砻鎻(fù)型 即把準(zhǔn)備觀察的試樣的表面形貌(表面顯微組織浮凸)用適宜的非晶薄膜復(fù)制下來(lái),然后對(duì)這個(gè)復(fù)制膜(叫做復(fù)型)進(jìn)行透射電鏡觀察與分析.復(fù)型適用于金相組織,斷口形貌,形變條紋,磨損表面,第二相形態(tài)及分布,萃取和結(jié)構(gòu)分析等. 制備復(fù)型的材料本身必須是"無(wú)結(jié)構(gòu)"的,即要求復(fù)型材料在高倍成像時(shí)也不顯示其本身的任何結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),這樣就不致干擾被復(fù)制表面的形貌觀察和分析.常用的復(fù)型材料有塑料,真空蒸發(fā)沉積炭膜(均為非晶態(tài)物質(zhì))。 常用的復(fù)型有:a塑料一級(jí)復(fù)型,分辨率為10~20nm;b炭一級(jí)復(fù)型,分辨率2nm,c塑料-炭二級(jí)復(fù)型,分辨率10~20nm;d萃取復(fù)型,可以把要分析的粒子從基體中提取出來(lái),這種分析時(shí)不會(huì)受到基體的干擾. 除萃取復(fù)型外,其余復(fù)型只不過(guò)是試樣表面的一個(gè)復(fù)制品,只能提供有關(guān)表面形貌的信息,而不能提供內(nèi)部組成相,晶體結(jié)構(gòu),微區(qū)化學(xué)成分等本質(zhì)信息,因而用復(fù)型做電子顯微分析有很大的局限性,目前,除萃取復(fù)型外,其他復(fù)型用的很少. |
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上海doesun.com是國(guó)內(nèi)第一家透射電鏡薄膜制樣公司,在上海周邊保有四臺(tái)FEI F20和F30可以滿足HRTEM和STEM,甚至EELS的測(cè)試需求,無(wú)須預(yù)約,及時(shí)完成. 同時(shí)我們提供量產(chǎn)型制樣服務(wù),可以每天制作50個(gè)以上的TEM樣品,已經(jīng)成功為中科院微系統(tǒng)所SOI項(xiàng)目組,中科院硅酸鹽所SiC項(xiàng)目組,中科院技術(shù)物理所紅外器件項(xiàng)目組,中科院半導(dǎo)體所照明中心/超晶格國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,中科院蘇州納米所,清華大學(xué)電子工程系/微電子所,復(fù)旦大學(xué),上海交通大學(xué)材料系/化學(xué)系/微納研究院/物理系/太陽(yáng)能研究所服務(wù)一年多. |
金蟲(chóng) (初入文壇)
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