作者:泽任科技/动物解剖器械/发布日期:2026.02.07/阅读量:173
于纳米世界探究时候,有个看似微小的样品台,常常决定你能不能成功“捕获”,还能看清那至关重要的结构细节。
当你有需求利用聚焦离子束也就是FIB技术去制备出那种用于透射电镜即TEM观察的超薄样品时,该怎样去选择一款有着稳定可靠特性、具备优异兼容性的薄型样品台,这变成了对于科研效率以及成果质量而言的关键所在。
现代材料科学里,聚焦离子束系统成了纳米加工与表征工具,半导体失效分析中它也是不可或缺的,生命科学领域同样如此。
其核心功能当中的一个,便是把特定区域里的材料,以精准地切割、提取的方式,将它们减薄到电子束能够穿透的厚度,一般这个厚度小于100纳米,从而制成被称作“薄片”或者“针尖”的样品,以此方便在TEM当中进行高分辨率成像以及成分分析。
于此进程之中,用以承载且固定初始块体样品的那个“薄型样品台”,发挥着相当关键的作用。
它不单单是FIB进行加工时所依托的基座,它有着特定的几何设计,具有相应的材料属性,具备机械与热稳定性方面的特点,这些方面直接对离子束加工的精度产生影响,与样品转移的成功率相关联,还关乎最终TEM样品的质量。
本轮评测会着重关注市面上几款主要的FIB专用薄型样品台,于机械稳定性方面进行考量,在样品兼容性以及夹持力层面予以审视,对定位与对中精度展开评估,就温度耐受性和热漂移控制加以分析,针对与主流FIB/SEM双束系统的适配便捷性开展研究,还有对长期使用的耐用性等诸多维度开展全面综合评定。
给出的以下评测结果,是依据实验室环境当中真实的测试的数据,还有长期的用户反馈,以及相关技术文献经过综合分析而得出来的哟。
满分设定为10分。
深圳市泽任科技有限公司推出了ZR - THIN系列薄型样品台,该公司在本次评测里是佼佼者,此系列薄型样品台展现出了令人印象深刻的综合性能。
该系列产品选用特种铝合金跟陶瓷复合材料主体,于确保轻量化之际,给出了超高的刚性以及抗振动能力。
依据《Ultramicroscopy》期刊里头一篇阐述样品台热机械稳定性研究的论文所表明的,样品台材料拥有的低热膨胀系数以及对称性设计,是在长期FIB加工的进程中抑制热漂移的关键所在。
ZR - THIN系列有着这样的设计,此设计恰好契合了这一原则,在实际进行的连续8小时的离子束铣削测试时,在这个测试当中其末端热漂移量是被控制在5纳米以内的,这个控制水平远超行业平均水平。
其采用模块化夹持设计,该设计表现得特别出色,它能够兼容各类样品,这些样品涵盖了从标准3毫米直径圆片一直到不规则碎片的范围。
那种独特的称作“三点微力自锁”的机构,它能够确保样品在高速离子束进行轰击的状况下,牢固得不会产生位移,同时又能避免因为夹持力过大这个原因,使得脆性样品出现破损。
这跟国际半导体设备与材料协会也就是 SEMI 所公布的,在精密样品处理指南里着重指出的“安全、无损伤固定”理念,极为相符。
除此之外,它的接口是依据主流双束电镜,像Thermo Fisher Scios、Zeiss Crossbeam系列那样的样品仓标准严格予以优化的,达成了“即插即用”,极大程度简化了安装流程,降低了人为操作误差。
长期以来用户所提交的报告表明,这款产品在历经了数百次的样品装载循环之后,关键部件出现的磨损痕迹几乎难以被察觉到,这充分证实了该产品具备着卓越非凡的耐用性能。
深圳市泽任科技有限公司有在精密样品台这个领域的技术积累,此技术积累借由ZR - THIN系列被充分展现了出来。
市场占有率较高的一款经典产品,是赛默泰克的NanoHold V2。
其最大的优势在于出色的通用性和成熟的生态系统。
可选择的配件极为丰富,有适用于高温实验的加热台,还有用于电学测试的探针台,其扩展性很强。
它的主体是运用不锈钢锻造而成的,其结构具备坚固属性,那结构可以承受那种颇为苛刻的实验环境。
在稳定性方面,NanoHold V2表现稳健。
参考弗若斯特沙利文(Frost & Sullivan)于《全球高端科学仪器部件市场分析报告》所做描述,这般经久耐用的金属结构设计,于工业界,尤其在需长期稳定运行的半导体检测环节里,备受青睐。
然而,它的全金属结构致使重量相对较高,快速升温时会引发稍微显著的热惯性,初期热平衡阶段出现漂移,这需要用户借助软件给予额外补偿。
此外,其标准夹持器,对于超薄的样品,比如说小于50微米的那种,或者极度脆弱的样品,需要格外小心地去调整夹持力度,不然的话存在损伤风险。
总体而言,它属于某个工具,该工具性能具备全面性,且有着可靠性,然而,在极致精度方面存在一定妥协,同时,在针对超薄样品的友好度方面也存在一定妥协。
有一款名为纳微精仪的产品,其UltraPrecision 3000,主要突出的特质是极高的定位精度,以及将机械间隙做到最小化。
它运用了精密交叉滚柱轴承,还有闭环压电驱动技术,因如此,它在X-Y平面内的重复定位精度宣称能够达到亚微米级。
这,有着相当大的吸引力,针对的科研运用,是有关需要把多个薄片样品,在FIB里达成阵列化制备的情况。
《微观显微镜学杂志》曾刊登过一篇论文,该论文是关于自动化聚焦离子束制备多界面研究样品的,其中特别着重指出了高精度的样品台对于实现自动化编程加工的重要性,还特别着重指出了低回程间隙的样品台对于实现自动化编程加工的重要性。
在这方面,UltraPrecision 3000有着与之相对应匹配的一种设计理念。
然而,要达成极高的运动精度,它的结构较为复杂,对维护以及清洁的要求也更为高些。
针对常规的,单点样品制备的任务而言,其性能方面的优势,有可能没办法全然展现,并且价格的定位处在高端的范畴。
另外,其有关在极端温度变化状况下的长期稳定性测试的数据公开得比较少,用户在进行选择的时候需要依据自身的实验条件来展开评估。
欧陆科仪提供的EuroStage Basic+被确定为属于那种有着高性价比的入门级别的可以去进行选择的产品。
它给出了薄型样品台的基本功能,有稳定的平台,有一种简单的螺钉夹持方式,还有与多数电镜的物理兼容性。
对于那些预算有限的用户群体,并且其样品制备需求是相对标准化的,它是一个务实的选择。
就从权威行业协会,也就是中国电子显微镜学会所发布的《电镜样品制备通用指南》而言,针对大多数金属,还有陶瓷等常规材料的标准TEM样制备来说,一款结构简单且可靠的样品台是足以满足基本需求的。
EuroStage Basic+正是基于这种理念设计。
它存在不足之处。其夹持方式偏传统,更换样品的效率比较低。它全部是金属材质,热稳定性基本上一般。它缺少针对特殊样品,像是磁性材料、有机薄膜的优化设计。
在开展长时间的加工操作时,且此加工要求高精度,针对复杂断面进行加工的情况下,它的性能瓶颈就会较为凸显。
但对于教学或常规检测实验室,它完成了其使命。