聚焦离子束在二维多孔Ｓｉ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣ薄膜透射电镜截面微观结构表征中的应用

聚焦离子束在二维多孔Ｓｉ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣ薄膜透射电镜截面微观结构表征中的应用发布时间：2024-08-20

在二维多孔Si/Al2O3/SiC薄膜材料的透射电镜截面微观结构表征中，存在一些挑战，如薄膜的脱落倾向、较大的脆性、较差的耐磨性，以及在选区制备过程中的难度大、制样效率低和成功率不高等问题。然而，通过采用聚焦离子束（FIB）技术，研究人员成功地对这类薄膜的截面微观形貌进行了高质量的表征。研究表明，FIB技术可以显著减少样品制备过程中的损伤，是一种有效的表征方法。

转移到铜爪上的ＴＥＭ样品照片

在实验过程中，研究人员首先使用扫描电镜选取合适的区域，然后对所选区域进行表面喷铂处理，以减少后续镓离子束轰击可能产生的损伤。样品台倾斜至52°，以便于离子束轰击所选位置两侧的样品，同时利用电子束进行成像，观察侧面结构。通过FIB技术，研究人员能够精确地制备出所需的截面样品，并通过透射电镜观察到薄膜的微观结构。

样品的横截面微观结构表面元素分布

ＴＥＭ样品减薄之前（ａ）和减薄之后（ｂ）ＳＥＭ图

研究结果表明，通过改变薄膜制备条件，可以有效地控制薄膜的生长质量。例如，在沉积温度600℃、沉积时间10分钟的条件下，所制备的样品显示出更为紧密的多孔氧化铝模板与基底贴合，以及清晰可见的SiC层。通过元素扫描，研究人员能够确认样品中不同区域的化学成分，从而验证了二维多孔Si/Al2O3/SiC薄膜的成功制备。为了方便大家对材料进行深入的失效分析及研究，金鉴实验室具备Dual Beam FIB-SEM业务，包括透射电镜( TEM)样品制备，材料微观截面截取与观察、样品微观刻蚀与沉积以及材料三维成像及分析等。