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技術(shù)文章

FIB雙束電鏡的真空系統(tǒng)是如何工作的?

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  FIB雙束電鏡是利用電磁透鏡將離子束聚焦成非常小的點,然后用這個點在樣品上進行掃描,通過檢測二次電子或背散射電子信號來獲取樣品表面信息的設(shè)備。常用于材料科學、半導體工業(yè)、生命科學等領(lǐng)域中的微觀分析、刻蝕和沉積等操作。
 
  FIB雙束電鏡的真空系統(tǒng)對于其正常運作至關(guān)重要,因為高真空環(huán)境可以保證離子束和電子束不會與氣體分子發(fā)生相互作用,從而避免束流散射和能量損失,確保成像和加工的精確性。下面是FIB雙束電鏡真空系統(tǒng)的一般工作原理:
 
  1、初級泵抽:啟動時,首先會使用機械泵或旋片泵進行初級抽氣,將腔體內(nèi)的壓力從大氣壓降低到低真空狀態(tài)。
 
  2、高真空泵抽:在初級泵抽之后,會啟動高真空泵,通常是渦輪分子泵或擴散泵,進一步降低壓力至高真空狀態(tài)。這些泵通過高速旋轉(zhuǎn)的葉片或加熱后的金屬葉片來捕獲并壓縮氣體分子,從而維持高真空環(huán)境。
 
  3、真空維持:一旦達到所需的高真空水平,系統(tǒng)會持續(xù)運行高真空泵以保持這一狀態(tài)。此外,系統(tǒng)中還可能包含冷阱或其他低溫表面,用以凝結(jié)殘余氣體,幫助維持高真空。
 

FIB雙束電鏡

 

  4、樣品艙預抽:在裝載樣品前,樣品艙也會被預先抽成真空狀態(tài),以防止大氣進入主真空腔體造成污染。
 
  5、真空監(jiān)測:在整個過程中,真空計會實時監(jiān)控腔體內(nèi)的壓力,確保真空度符合操作要求。如果檢測到壓力異常,系統(tǒng)會自動采取措施,如增加泵速或發(fā)出警報。
 
  6、快速回歸真空:在進行樣品更換或系統(tǒng)維護時,真空腔體會暴露于大氣中,此時需要快速重新建立真空環(huán)境。一些先進的還配備了快速循環(huán)真空系統(tǒng),可以在較短時間內(nèi)恢復所需的高真空狀態(tài)。
 
  FIB雙束電鏡的真空系統(tǒng)設(shè)計必須考慮到泵的效率、系統(tǒng)的密封性能、材料的放氣特性以及操作的便捷性等因素,以確保儀器能在最佳狀態(tài)下運行。

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