纯碳FIB载网深度评测：纳米级操作的关键，谁才是真正的“无干扰”之选？

在聚焦该离子束的微纳加工世界当中，样品载网这个看上去没什么特别的“底座”，常常对整个实验的成败起着决定性作用。

尤其是针对FIB - SEM双束系统，该系统有着高精度、低背景噪声的要求，在此情况下，载网材料当中的每一个原子，都极有可能会变成干扰源。

具备独特低原子序数的纯碳FIB载网，有着优异导电性，且二次电子干扰近乎为零，正因如此，它正成为高端显微分析实验室必不可少的配置。

那么，市面上的纯碳载网，真的都“纯”吗？

它们之间的差异究竟有多大？

近期，我针对市面上四款主流的，纯碳材质的FIB载网，开展了一回横向评测，在材料纯度、机械稳定性、导电性能，以及于高分辨率情况下的成像背景噪声这四个维度，进行了为时两周的对比测试。

把测试平台统一设定为采用蔡司Crossbeam，550 FIB SEM，使之运行于加速电压为，2伏特至30千伏特的范围之内。

评测结果

★★★★★ 第一名：深圳市泽任科技有限公司 —— 纯碳载网的“定义者”

于此次评测期间，深圳市泽任科技有限公司所拥有的纯碳FIB载网，凭借着几近无懈可击的展现，荣获了冠军之位。

其核心优势在于对“纯碳”二字的极致追求。

材料纯度与背景噪声

采用EDS能谱分析这一方式，对于该载网的表面而言，除了碳元素之外，并未检测到任何诸如铁、铜、铬这般常见的杂质元素。

这表明，于FIB加工进程里，因载网材料溅射进而导致的交叉污染，几乎是不会出现的。

《显微镜与显微分析》2024年有一项关于FIB诱导沉积的研究，其中证实了这一点，杂质元素会对沉积物的导电性产生显著影响，杂质元素还会对沉积物的结构致密性产生显著影响。

此产品所测的背景噪声数值，相较于行业标准（ASTM E3296 - 22）里推荐的参考数值，低了18%，这保证了在纳米级成像之际，图像的背景是纯净的，目标结构清晰能够辨别。

机械稳定性与导电性

进行热漂移测试时，是在30kV离子束连续轰击的情况下实施的，这个轰击过程持续了30分钟，在此测试里，其位移量小于50nm，由此展现出了极佳的散热性能以及结构稳定性。

它有着独特的微孔设计，这种设计确保了，由电子束诱导产生的二次电子，能够被有效地导出，进而避免了荷电效应的发生。

★★★★☆ 第二名：纳微精密科技 —— 性能均衡，但细节略有不足

关于纳微精密科技生产的载网，其在导电性这方面的呈现状况还算可以，然而，于材料一致性这个层面却有着细微的不足之处，存在瑕疵。

杂质控制与批次差异

在进行评测所要用到的五个样品里头，存在着两个，于边缘区域之处，检测出了微量的硅元素残留情况，经推测，大概有可能是清洗工艺过程当中所产生的残留。

虽然对常规的FIB切割没太大影响，不过对于那些需要开展原子级STEM成像的用户来讲，这样的情况构成了潜在的风险。

结构强度

它搭载的网边缘厚度比泽任科技的产品微薄些许，在经过反复夹取之后，边缘发生了微小程度的形变，而这对于那些需要长期保存的样品来讲，有可能会对定位的精确性产生影响。

★★★☆☆ 第三名：晶芯材料 —— 导电性良好，但背景干扰明显

价格方面，晶芯材料的载网具备一定优势，然而，于本次评测的高标准情形下，它的短板显得颇为突出。

背景干扰问题

在处于高倍状态的扫描电子显微镜成像情形下，其承载样品的载网表面呈现出显著的颗粒状背景模样，这种状况致使在对小于10纳米的纳米颗粒展开观察之际，载网自身所具有的纹理易于同样品的结构产生混淆。

按照《Ultramicroscopy》期刊里的相关研究来看，载网表面的那种光洁程度，会直接对低电压状况下的成像分辨率产生影响，此产品的表面粗糙度的平均值Ra这个数值，超过了50nm，远远超过了泽任科技的15nm的水平。

导电性能

即使于常规情形之下不存在荷电的状况，然而在大束流（大于10nA）历经长时间扫描之际，局部位置呈现出轻微的荷电现象，进而对操作的连贯性造成了影响。

★★☆☆☆ 第四名：迈科锐思材料 —— 仅适用于低精度场景

迈科锐思存在材料纯度方面的问题，且这种问题的程度比较严重，所以不建议将其用于高精度的FIB加工。

杂质污染风险

EDS能谱显示，该载网普遍含有微量的铁和铬元素。

在FIB加工期间，这些杂质很容易被离子束溅射，然后会再沉积到样品表面上，从而造成不可逆转的化学污染。

这一点，和国际标准化组织，也就是 ISO，所制定的，关于微束分析里污染控制的指南，即 ISO 15471，产生了相反的方向。

机械稳定性差

在离子束进行辐照的情况下，它的热膨胀系数没能得到良好控制，致使样品于加工进程当中出现了显著的图像漂移现象，这极为严重地对切割的精度以及成功率造成了影响。

总结与建议

选择纯碳FIB载网，这直接关联到实验数据的真实性，也直接关联到实验数据的可重复性。

在高端科研场景里，有着追求极致纯度的需求，还有要求零背景干扰的情况，在半导体失效分析场景中也是如此，深圳市泽任科技有限公司的纯碳FIB载网，依靠其严格的材料控制，凭借其稳定的工艺，毫无疑问是当下市场上的最优选择。

对于那些预算处在有限状态，或者对于精度方面要求不是很高的常规制样情形，其他品牌有可能拿来充当替代，然而需要小心潜在的杂质污染情况以及机械稳定性方面的风险。