用于三维原子探针样品的FIB-SEM双束电镜样品台的制作方法

本技术涉及fib微纳加工，具体涉及用于三维原子探针样品的fib-sem双束电镜样品台。

背景技术：

1、三维原子探针(atom probe tomography apt)通过强电场或者脉冲激光为能量源，使纳米级的针状样品的原子从尖端逐层产生电离并进行场蒸发，原子会被探测器逐个收集，通过对电离后的离子的电荷以及飞行到探测器的时间的测量，最终通过计算机软件分析，精确分析各个原子的种类，并对各个原子的空间位置进行三维重构，是一种近原子级别精度的强大的显微镜。

2、针尖抛光是一种常用的三维原子探针样品制样手段，它是通过电解抛光的方式将一根尺寸为0.5×0.5×10mm的样品的尖端加工成无缺陷，针尖角度5～20°，直径50～100nm的针尖。然而由于针尖抛光是在光学显微镜下进行的，无法对尖端样品进行有效观察，且针尖抛光后的样品不一定完全满足要求(如直径不满足要求，有缺陷，角度过大等)。所以样品通常需要在fib-sem双束电镜中进行观察和微加工，以确保样品满足要求。聚焦离子束电子束(fib-sem)双束电镜是在传统的fib系统上加装sem系统，即利用电子束对样品成像的同时，也可以利用离子束对样品进行加工。离子束与电子束之间存在一定的夹角。离子束的安装角度通常与水平面呈38°夹角，对三维原子探针的针尖进行加工时需要使针的轴线与离子束在同一轴线上。传统的样品台需要使用导电胶将样品粘贴在上面，在粘贴过程中极易损坏样品，且粘贴多个样品时无法保证各样品之间完全平行，这就可能导致在逐个加工样品的过程中需要不断调整样品台的角度，既费时又费力，给加工过程带来极大的不便。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种可方便快速地对样品进行微加工的用于三维原子探针样品的fib-sem双束电镜样品台。

2、为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：用于三维原子探针样品的fib-sem双束电镜样品台，包括底座、样品基座和固定螺栓；样品基座固定安装于底座上，样品基座包括第一斜面和第二斜面，第一斜面与水平面的夹角为52°，第一斜面和第二斜面在上边缘线处相交，第一斜面开有用于放置三维原子探针样品的置物孔，置物孔为盲孔，置物孔的轴线垂直于第一斜面，第二斜面开有螺纹孔，螺纹孔与置物孔的侧面连通，固定螺栓旋入螺纹孔内，从而固定螺栓的尾部抵住三维原子探针样品。

3、采用这种结构后，通过置物孔倾角38°的设置，可以确保样品与离子束在同一角度，且通过固定螺栓可方便地对样品进行固定，可以实现快速对三维原子探针样品的微加工以及sem观测，减少了复杂的操作步骤，提高了加工和观测效率。

4、作为一种优选，第二斜面与水平面的夹角为38°。

5、作为一种优选，螺纹孔的轴线垂直于第二斜面。

6、作为一种优选，底座呈圆柱状，底座的长度为7mm，直径为3mm，底座的底部边缘设有倒角。

7、作为一种优选，置物孔的长度为5mm，直径为2.2mm，置物孔的开口边缘设有倒角。

8、作为一种优选，置物孔与螺纹孔的数量均为多个，置物孔与螺纹孔一一对应。

9、作为一种优选，固定螺栓为m2.5无头内六角螺栓，固定螺栓的长度为3毫米。

10、作为一种优选，样品基座的材料为6061铝合金。

11、作为一种优选，固定螺栓的材料为黄铜。

12、总的说来，本实用新型具有如下优点：

13、(1)多个置物孔倾角均为38°的固定设置，与fib-sem双束电镜的离子束发射角度相适应，可以确保各个样品与离子束在同一角度，可以实现快速对多个三维原子探针样品的微加工以及sem观测，减少了复杂的操作步骤，且样品台体积小，安装方便，提高了加工和观测效率。

14、(2)材质为铝合金和黄铜，无磁性且导电性良好，可安全的放入fib-sem双束电镜的载物台，不会对电镜的各个精密配件造成损坏。

15、(3)样品是由固定螺栓固定，无需使用导电胶，一可节约成本，二则取下样品时不容易对样品造成损伤，拆装方便。

技术特征：

1.用于三维原子探针样品的fib-sem双束电镜样品台，其特征在于：包括底座、样品基座和固定螺栓；样品基座固定安装于底座上，样品基座包括第一斜面和第二斜面，第一斜面与水平面的夹角为52°，第一斜面和第二斜面在上边缘线处相交，第一斜面开有用于放置三维原子探针样品的置物孔，置物孔为盲孔，置物孔的轴线垂直于第一斜面，第二斜面开有螺纹孔，螺纹孔与置物孔的侧面连通，固定螺栓旋入螺纹孔内，从而固定螺栓的尾部抵住三维原子探针样品。

2.按照权利要求1所述的用于三维原子探针样品的fib-sem双束电镜样品台，其特征在于：第二斜面与水平面的夹角为38°。

3.按照权利要求2所述的用于三维原子探针样品的fib-sem双束电镜样品台，其特征在于：螺纹孔的轴线垂直于第二斜面。

4.按照权利要求1所述的用于三维原子探针样品的fib-sem双束电镜样品台，其特征在于：底座呈圆柱状，底座的长度为7mm，直径为3mm，底座的底部边缘设有倒角。

5.按照权利要求1所述的用于三维原子探针样品的fib-sem双束电镜样品台，其特征在于：置物孔的长度为5mm，直径为2.2mm，置物孔的开口边缘设有倒角。

6.按照权利要求1所述的用于三维原子探针样品的fib-sem双束电镜样品台，其特征在于：置物孔与螺纹孔的数量均为多个，置物孔与螺纹孔一一对应。

7.按照权利要求1所述的用于三维原子探针样品的fib-sem双束电镜样品台，其特征在于：固定螺栓为m2.5无头内六角螺栓，固定螺栓的长度为3毫米。

8.按照权利要求1所述的用于三维原子探针样品的fib-sem双束电镜样品台，其特征在于：样品基座的材料为6061铝合金。

9.按照权利要求1所述的用于三维原子探针样品的fib-sem双束电镜样品台，其特征在于：固定螺栓的材料为黄铜。

技术总结
用于三维原子探针样品的FIB‑SEM双束电镜样品台，包括底座、样品基座和固定螺栓；样品基座固定安装于底座上，样品基座包括第一斜面和第二斜面，第一斜面与水平面的夹角为52°，第一斜面和第二斜面在上边缘线处相交，第一斜面开有用于放置三维原子探针样品的置物孔，置物孔为盲孔，置物孔的轴线垂直于第一斜面，第二斜面开有螺纹孔，螺纹孔与置物孔的侧面连通，固定螺栓旋入螺纹孔内，从而固定螺栓的尾部抵住三维原子探针样品。本技术通过置物孔倾角38°的设置，可以确保样品与离子束在同一角度，可以实现快速对三维原子探针样品的微加工以及SEM观测，减少了复杂的操作步骤，提高了加工和观测效率，属于FIB微纳加工技术领域。

技术研发人员：倪释凌,甄飞麟,黄明帅,陈琳
受保护的技术使用者：广东省诺法材料科技有限公司
技术研发日：20220428
技术公布日：2024/1/12