本文標題："場(chǎng)離子顯微鏡固體樣品表面原子的圖像成像的特點(diǎn)"
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場(chǎng)離子顯微鏡固體樣品表面原子的圖像成像的特點(diǎn)
原子探針是場(chǎng)離子顯微鏡和單離子靈敏質(zhì)譜儀的組合體。在
場(chǎng)離子顯微鏡中，由場(chǎng)電離作用產(chǎn)生的正電荷氣體離子被用來(lái)生
成固體樣品表面原子的圖像。通過(guò)場(chǎng)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的三維結構成像，同時(shí)也
提供了質(zhì)譜分析的離子源。從同一區域產(chǎn)生的場(chǎng)電離和場(chǎng)蒸發(fā)的
離子的徑跡幾乎是相同的，因此，樣品的選區的化學(xué)分析能夠實(shí)
現。樣品被固定在方向可調的裝置上，成像熒光屏中心所開(kāi)的小孔
將場(chǎng)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(gè)成像的原子。
場(chǎng)離子顯微鏡中一個(gè)重要的概念是最佳成像電場(chǎng)(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(chǎng)是得到
最好的整個(gè)的成像襯度的電場(chǎng)。對一個(gè)給定曲率半徑的樣品，這對
應著(zhù)一個(gè)特定使用電壓，稱(chēng)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(mǎn)意的圖像；如果使用的
電壓太高，在整個(gè)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(zhù)與表面特征相關(guān)的
場(chǎng)電離過(guò)程的最佳調整，通常這可以用眼睛在±1—2％范圍之內
來(lái)調節。
在足夠強的電場(chǎng)條件下，將產(chǎn)生場(chǎng)解吸和場(chǎng)蒸發(fā)。這些過(guò)程在
場(chǎng)離子顯微鏡的操作中用于以下幾個(gè)目的：
(1)從樣品頂端區域電離和去除污染物、吸附層和氧化物等，
為觀(guān)察分析而生成一個(gè)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(gè)規則、平
滑的尖端形狀的樣品。
(3)控制樣品材料逐個(gè)原子層的連續剝落，以便在原子尺度
研究樣品的三維特性。
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