本文標題："場離子顯微鏡固體樣品表面原子的圖像成像的特點"
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場離子顯微鏡固體樣品表面原子的圖像成像的特點
原子探針是場離子顯微鏡和單離子靈敏質(zhì)譜儀的組合體。在
場離子顯微鏡中，由場電離作用產(chǎn)生的正電荷氣體離子被用來生
成固體樣品表面原子的圖像。通過場蒸發(fā)，樣品表面的原子層可以
逐層被電離和剝落。這能將材料原子細節(jié)的三維結(jié)構成像，同時也
提供了質(zhì)譜分析的離子源。從同一區(qū)域產(chǎn)生的場電離和場蒸發(fā)的
離子的徑跡幾乎是相同的，因此，樣品的選區(qū)的化學分析能夠?qū)?/div>
現(xiàn)。樣品被固定在方向可調(diào)的裝置上，成像熒光屏中心所開的小孔
將場離子顯微鏡和質(zhì)譜儀連為一體，正是這樣的設計安排，才可能
鑒別單個成像的原子。
場離子顯微鏡中一個重要的概念是最佳成像電場(BIF)或最
佳成像電壓(BIV)。對一種給定的成像氣體，最佳成像電場是得到
最好的整個的成像襯度的電場。對一個給定曲率半徑的樣品，這對
應著一個特定使用電壓，稱之為最佳成像電壓。如果使用的電壓太
低，從樣品表面產(chǎn)生的離子流不足以形成滿意的圖像；如果使用的
電壓太高，在整個樣品尖端表面上將形成均勻的電離，從而減小了
圖像的襯度。所以，最佳成像電壓的條件對應著與表面特征相關的
場電離過程的最佳調(diào)整，通常這可以用眼睛在±1—2％范圍之內(nèi)
來調(diào)節(jié)。
在足夠強的電場條件下，將產(chǎn)生場解吸和場蒸發(fā)。這些過程在
場離子顯微鏡的操作中用于以下幾個目的：
(1)從樣品頂端區(qū)域電離和去除污染物、吸附層和氧化物等，
為觀察分析而生成一個原子級清潔表面。
(2)平滑樣品頂端表面的突起和毛刺，從而產(chǎn)生一個規(guī)則、平
滑的尖端形狀的樣品。
(3)控制樣品材料逐個原子層的連續(xù)剝落，以便在原子尺度
研究樣品的三維特性。
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