冷冻聚焦离子束（Cryo-FIB）

聚焦离子束（Focused Ion Beam, FIB）技术利用电场与磁场将离子束聚焦至亚微米乃至纳米量级，通过高精度的偏转和加速系统控制离子束的扫描运动，从而实现对微纳图形的监测分析以及微纳结构的无掩模加工。

本平台可提供以下相关服务：

1. TEM透射样品制备：针对表面薄膜、涂层、大颗粒粉末及块体等各类样品，可在指定位置进行精准定位切割，制备高质量的TEM透射电镜样品。

2. SEM/EDS剖面分析：通过FIB准确定位并切割样品以制备截面，进而开展扫描电子显微镜（SEM）成像及能谱分析（EDS），用于分析样品的截面形貌与元素分布。

3. 微纳结构加工：依托微纳操作机械手、Omniprobe探针以及离子束切割技术的协同作用，实现微纳结构的精准搬运，以及各类复杂显微结构形状或图案的定制化加工。

1. FIB（聚焦离子束）的主要应用方向：

（1）FIB-SEM：利用FIB制备微纳米级样品截面，用于SEM（扫描电子显微镜）成像及能谱（EDS）分析。目标感兴趣区域（ROI）的尺度要求在200 nm至30 μm之间，切样面的宽度通常不超过10 μm。

（2）FIB-TEM：利用FIB制备符合透射电镜（TEM）观察要求的截面样品。适用样品包括薄膜、块体材料及微米级颗粒，涵盖陶瓷、金属等多种材料种类。

2. FIB制样过程中可能引入的杂质元素：

制样过程中可能会引入钨（W）、碳（C）、铂（Pt）和镓（Ga）。其中，W、C和Pt主要用于沉积保护层以保护减薄区域，Ga则来源于离子源。对于不导电的样品，在制样前可能需要喷镀金（Au）或铂（Pt）以增强导电性，从而可能引入这两种元素。

3. FIB制样对样品导电性的要求：

FIB的操作是在SEM电镜环境下进行的，样品必须具备良好的导电性以避免电荷积累（Charging effect），从而确保能够清晰地观察到样品形貌，保证制样的精准度。

4. FIB-TEM的典型制样流程：

（1）目标定位与保护：精准定位目标区域（定位精度至关重要），并在表面喷镀Pt、W或C以形成保护层，保护目标区域不受离子束损伤。

（2）粗铣与U-cut：对目标位置的前后两侧进行挖掘，在保留目标区域的同时进行U-cut切割，将样品薄片初步分离。

（3）转移与焊接：利用纳米机械手（Nano-manipulator）将薄片取出，并将其焊接至铜网上的样品柱（Post）上。

（4）精细减薄：对样品进行离子减薄，直至达到透射电镜观察所需的理想厚度后停止。