離子探針儀器的概念和應用

      離子探針是指對金屬及非金屬材料表面不同深度的元素成份分析，可做全元素分析。應用于半導體材料、冶金建材等部門。離子探針儀器的種類分析：就成像技術而言，可分為掃描型離子微探針（scanning ion microprobes） 和攝像型離子探針。前者的一次離子束斑直徑較小，（φ≤1μm），并在樣品上掃描，類似于掃描電鏡（SEM）和掃描俄歇微探針（SAM），也叫離子微探針。后者是一次離子束斑較大（φ～300μm），并靜止不動，而二次離子光學（secondary ion optics）掃描成像，也叫離子顯微鏡（ion microscope），空間分辨率～0.2μm。在離子探針迅速發(fā)展中，要說明或列出所有不同的儀器是不可能的。概括地說，大致可以分為以下幾類：

1.非成像離子探針

2.離子顯微鏡

3.掃描離子微探針

4.圖像解剖離子探針（image dissecting ionprobes）

像離子探針適用于許多不同類型的樣品。下面給出一些代表性例子。

1、金屬樣品

    這是理想的樣品，不會荷電。首先可用SEM 直接找出感興趣的分析區(qū)。使用剖面樣品和使用掃描離子探針，沿剖面線掃描的方法是一種有用的技術，可作為動態(tài)SIMS 的補充。可用于金屬氧化物成長、腐蝕、焊接、應力失效斷裂和晶粒間界偏析等方面的研究。

2、半導體器件

    檢測摻雜分布剖面和層形結構。隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，掃描離子探針分析越來越重要。

3、非導體樣品

    高聚物和玻璃產品是典型絕緣樣品。為子解決荷電問題，火焰光度計已開發(fā)出了微聚焦掃描原子束，可以對絕緣樣品產生高質量的離子像。但當橫向分辨率需優(yōu)于5μm時，上述源就不能滿足要求了。此時仍需用聚焦微離子束。這方面己成功地得到了家蠅復眼的離子像。應用的另一個領域是復合材料，尤其是研究這類材料破裂界面的情況。

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