本文標(biāo)題："場離子顯微鏡裝置能夠用來研究應(yīng)用得廣泛多種類型"
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場離子顯微鏡裝置能夠用來研究應(yīng)用得廣泛多種類型
原子探針基本原理
MOller，Vanselow和Schmidt首先用質(zhì)譜儀測定室溫和
高于室溫的場蒸發(fā)的各種特征。Barofsky和Mailer將場離子顯
微鏡與磁偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜儀組合，在低溫下鑒別了場蒸發(fā)元素。但初始階
段的儀器不能對樣品進(jìn)行有選擇的局部區(qū)域的分析。意義最深遠(yuǎn)
的設(shè)計(jì)產(chǎn)生在1967年，這就是由Mailer．Panitz和McLane開拓
的飛行時(shí)間原理。在他們設(shè)計(jì)的儀器中，場離子顯微鏡的成像熒光
屏上開一小探孔，樣品固定在一個(gè)可以轉(zhuǎn)動的支架上，以便使圖像
上的某個(gè)小的區(qū)域調(diào)整到與單個(gè)離子靈敏的飛行時(shí)間質(zhì)譜儀成一
直線。在場離子顯微鏡的靜電場中所形成的場電離離子
和場蒸發(fā)離子軌跡的相同性，第一次使得區(qū)別被選擇的單個(gè)離子
成為可能。
原子探針操作的基本原理是非常簡單的，區(qū)別單個(gè)原子的第
一步是要形成樣品的場離子圖像，其次，確定樣品位置，以便被選
擇區(qū)域的場離子圖像落在通道板和熒光屏裝置的小孔上。然后，表
面原子通過加到樣品上的一系列ns上升時(shí)間的高壓脈沖而場蒸
發(fā)。當(dāng)電離的原子從整個(gè)樣品表面剝落時(shí)，只有軌跡通過熒光屏上
小孔的電離的原子才能進(jìn)入質(zhì)譜儀被分析。這些離子的質(zhì)荷比m／
咒可通過使具有總電壓V的樣品表面的離子的勢能與離子被加速
到對面電極(保持在地電位)所得到的動能相等而計(jì)算出來。
現(xiàn)行的場離子顯微鏡裝置能夠用來研究多種類型的材料，幾
乎包括了所有的金屬和合金，以及半導(dǎo)體、導(dǎo)電的氧化物、陶瓷等
場離子顯微鏡圖像也能從樣品表面的場蒸發(fā)的離子形成，并
稱之為場解吸顯微鏡。這類成像具有內(nèi)在的不穩(wěn)定性，這是因
為在成像過程中樣品表面的原子材料連續(xù)地被剝落。盡管成像強(qiáng)
度可用串接的兩個(gè)微通道板的成像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)增強(qiáng)．這類成
像也非常微弱，因?yàn)槊總€(gè)像點(diǎn)僅由一個(gè)離子來形成。場解吸顯微鏡
技術(shù)沒有場離子顯微鏡應(yīng)用得廣泛，但場解吸顯微鏡提供了成像
襯度的另一種不同的來源，特別是可以用來研究離子投影和投影
畸變效應(yīng)的細(xì)節(jié)
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