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)計產(chǎn)生在1967年，這就是由Mailer．Panitz和McLane開拓
的飛行時間原理。在他們設(shè)計的儀器中，場離子顯微鏡的成像熒光
屏上開一小探孔，樣品固定在一個可以轉(zhuǎn)動的支架上，以便使圖像
上的某個小的區(qū)域調(diào)整到與單個離子靈敏的飛行時間質(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上升時間的高壓脈沖而場蒸
發(fā)。當(dāng)電離的原子從整個樣品表面剝落時，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
度可用串接的兩個微通道板的成像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)增強．這類成
像也非常微弱，因為每個像點僅由一個離子來形成。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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