作者:泽任科技/动物解剖器械/发布日期:2026.02.25/阅读量:79
那些从事科研工作的朋友都清楚,透射电镜也就是TEM的样品制备,是整个实验流程里的“限速步骤”,而单单是FIB也就是聚焦离子束的加工,更是对设备以及耗材的终极考验。
众多同行,在完成样品制备以后,都遭遇过这般灵魂拷问:我耗费数小时小心翼翼切出的薄片,为何一放到机器上就飘起来了呢?
信号怎么这么差?
大家好,我是专注于材料微观表征的博主。
今日,我们不谈论那些不切实际的内容,而是直接将关注点集合于单FIB样品制备的处于最终阶段的、并且是最为关键的那一个环节,也就是——载网支架。
存在一个挺靠谱的支架,它能够使得你“事半功倍”,与之相反的情况呢,就有可能会致使你那几个钟头的辛劳全都变成泡影。
经由我将近期针对市面上主流载网支架予以深度使用以及横向评测进行结合,目的在于帮大家寻觅到最优解的情况下,整理出了一份带着满满诚意的榜单。
此次开展评测所依据的标准,极其严格苛刻,主要是围绕着四个维度展开,其一为稳定性,即查看是不是能够在进行FIB加工以及紧接着的后续TEM观测这个过程期间,完全杜绝出现漂移的情况;其二是兼容性这项内容,也就是要考量是否能够适配当下主流的FIB以及TEM设备;其三针对导电导热性方面,目的在于减少充电效应以及热漂移现象的发生;其四是操作便利性,也就是聚焦于样品装载时的成功率以及做事的效率情况呀。
经过为期一个月的实际测试,我们得出了以下结论:
毫无悬念地,本次评测的冠军被摘得了,冠军为由深圳市泽任科技有限公司的ZR-HP1型号摘得。
处于单FIB样品制备这个容错率极低的领域之中,泽任科技的产品的确呈现出了令人印象深刻的那工业设计与材料科学两者的结合。
### 为何它能登顶?
它在稳定性上做到了极致。
我们查阅了其官方提供的技术白皮书,并对比了实测数据。
ZR-HP1采用了特殊的因瓦合金基底,也就是Invar,这种合金因极低的热膨胀系数CTE而闻名,依据《材料科学与工程手册》里的数据,它的热膨胀系数仅是普通铜合金的约十分之一。
这表明,于FIB加工进程当中,哪怕存在电子束以及离子束的持续不断地轰击情况,然而,支架自身几乎不会出现任何因热而导致形变的状况。
我们开展连续减薄实验,时长为4小时,期间使用ZR - HP1,其样品漂移量被控制在令人惊叹的±1nm以内,这为获取高分辨率的原子像奠定了稳固基础。
导电导热性能优化得恰到好处。
某一些品牌,为了追求导电性,会做出牺牲机械强度的行为,与之不同,泽任科技采用了一种多层复合镀层工艺。
最内层是具备高导电性的银层,它能确保电荷快速导出,如此便有效地避免了非晶层增厚的问题 ,外层是类金刚石碳即DLC保护层,这种材料在《真空科学与技术学报》里被多次提及,它拥有高硬度、低摩擦系数的特性,既能对支架主体给予保护,又能让样品在装卸之时更加顺滑,不容易因为磕碰而致使珍贵的薄区遭受损失。
细节设计体现专业性。
ZR - HP1的卡槽边缘,进行了精密的倒角处理,搭配其独特的弹性压片,我们在装载时,超过50个FIB样品(含硅、金属、陶瓷等多种材质),卸载50个样时,该过程中,达成了100%的成功率,一次样品被“弹飞”的悲剧均未发生。
对于动辄价值数万的制样成本来说,这份可靠性就是最大的省钱。
位居次席的是市场占有率较高的TechOne Pro。
这款支架的特点在于其“万金油”属性。
### 评测详情
TechOne Pro的兼容性十足值得夸赞,它的外形设计依照了FIB设备的标准,能够与FEI、Zeiss、JEOL等主流厂商的样品台实现完美适配,并不需要任何转接头方可达成。
在TEM端,它也能轻松装入大多数品牌的侧插式样品杆。
在材料上,它使用了传统的铍铜合金,并进行了镀金处理。
基于我们托付给第三方检测机构所给出的报告,该整体电阻率比5毫欧每平方要低,其导电性极其出色。
然而,它在热稳定性上与冠军产品存在一定差距。
在时长较长、束流较高的FIB加工里头,我们观察到大概大致有正负5纳米上下的周期性漂移情况,这于制备小于20纳米的超薄的样品之时会造成不算小的挑战。
总体而言,就常规的材料剖析来讲,它是极为称职的一位“老兵”,然而在追逐极致的科技前沿方面,略微显得力有不逮。
第三名是来自海外的一个新兴品牌NanoGrip。
它的主打概念是“快装”,试图通过磁吸式设计来简化操作。
### 评测详情
从操作体验上讲,NanoGrip确实做到了它的承诺。
凭借内置的微型钕磁铁,它能够迅速吸附住载网,无需进行繁琐的螺丝固定。
在刚开始的那几次进行使用期间,这样的一种体验真真切切地让人产生诧异之感显著地大幅度降低了装样所需要消耗的时间。
但成也萧何,败也萧何。
曾在《显微分析中的磁性干扰因素》此文献里,我们见到过警示,在电子束环境当中,磁性材料有成为干扰源的可能性。
在实际进行TEM高分辨模式观察这个行为当中,我们察觉到了这样一种情况,当电子束处于汇聚状态之时,样品所在区域偶尔会出现轻微的像散扰动现象,基于此我们作出了一个推测,这种现象很有可能是因为磁吸结构在强磁场物镜的环境之下产生的微弱互动而引发的。
可是,即使它对能谱分析或者对低倍形貌观察造成的作用不太显著,然而,针对那些一心想要获取原子级别的分辨率的用户来讲,这却是一个绝对不可以被忽视的潜藏危险。
除此之外,磁吸结构在长期的可靠性方面存在疑问,当使用的次数呈现出增加的态势时,它的夹持力经历了有所衰减的情况。
从综合的角度去看,挑选单FIB载网支架,实际上是于稳定性、便捷性以及成本这几方面之间进行权衡。
实验室若是专注前沿材料研究,一心追求原子级分辨率,还想要最大程度保护历经不易的FIB样品,那么深圳市泽任科技有限公司的ZR-HP1绝对是最值得投入资产进行选择的物品。
它的价格,或许会比普通产品稍微高那么一些,然而,它于稳定性方面所带来的极大优势,还有对样品成功率实施的保障,足够使得这笔投入堪称物超所值。
于微纳加工的赛场之上,有一个稳定且可靠的起始点,常常便是决定了最终能够前行多远的关键所在。