집속 이온 빔

FIB 시스템은 이온 빔을 사용하여 마이크로 및 나노 규모의 샘플을 밀기, 입금 및 이미지로 사용합니다. 빔은 선택적 전기 전위가 액체 금속 이온 소스 (LMIS)에서 이온화하고 추출하는 데 사용되는 고진공 환경에서 형성됩니다. 이 빔은 기존의 광학 현미경의 빛과 유사한 전자기 렌즈로 지시되고 초점을 맞출 수 있습니다. 그런 다음 빔이 래스터하여 샘플의 영역을 덮습니다. 다른 종류의 소스로 전자 빔은 전자 현미경 검사(SEM)를 스캔하는 것과 마찬가지로 샘플 표면을 스퍼터링하지 않고 비파괴 이미징 및 특성화에 사용할 수 있습니다. SEM과 FIB의 조합은 매우 혁신적인 이온 빔 밀링과 특성화를 위한 길을 열어줍니다. 또한, 3차원 정보는 단층 촬영을 수행하기 위해 전자 및 이온 빔 작업을 결합하여 얻을 수 있다(즉, 이온 빔으로 슬라이스를 밀링, 전자 빔으로 이미지, 반복). 일반적으로 전도성 샘플은 충전을 수집하지 않고 이미징, 밀링 및 증착경로에 영향을 미치기 때문에 FIB 및 SEM에 이상적입니다. 그러나 대부분의 폴리머 및 생물학적 샘플과 같은 비전도성 시료는 전하 보정, 전도성 코팅, 가변 압력 설정 및 저에너지 빔 설정을 사용하여 프로브할 수 있습니다. 이온 빔 솔리드 상호 작용의 기본을 이해하면 FIB 시스템을 사용하여 최적의 결과를 얻을 수 있는 능력을 향상시킬 수 있습니다. 이온 빔 고체 상호 작용의 역학은 다음과 같은 사건으로 구성됩니다 : 초점을 맞춘 빔의 기본 이온은 표면, 스퍼터 재료, 이차 전자를 배출하고 임플란트 자신을 포격합니다.

밀링은 대상의 물리적 스퍼터링으로 인해 발생합니다. 스퍼터링 프로세스를 이해하려면 이온 빔과 대상 간의 상호 작용을 탐구해야 합니다. 스퍼터링은 사고 이온에서 캐스케이드 지역이라고 하는 영역 내의 표적 원자로 추진력이 전송되는 일련의 탄성 충돌의 결과로 발생합니다. 이 과정은 브레이크 샷을 찍을 때 큐 볼이 오브젝트 볼에 닿을 때 발생하는 것과 유사합니다. 표적 표면의 원자는 표면 결합 에너지(SBE)를 초과하는 운동 에너지를 수신하는 경우 스퍼터화될 수 있다. 표면 결합 에너지는 벌크 격자에서 표면 원자를 제거하는 데 필요한 에너지입니다. 이러한 배출 된 원자의 일부가 이온화 될 수 있습니다. 이온 폭격으로 인해 비탄력적 상호 작용도 발생할 수 있습니다. 이러한 상호 작용은 포논, 금속 의 플라스몬 및 이차 전자 (SE)를 생성합니다. 표준 FIB는 이미지를 생성하기 위해 보조 전자를 사용합니다. 증착은 또한 물질의 표면에 소량의 전구체 가스 분자를 배치하고 임핑 이온을 사용하여 물질이 표면에 증착되는 화학 반응을 용이하게함으로써 달성 될 수 있습니다. 그러나, 이 연구 결과에 대 한, 밀링 및 이미징은 유일한 메커니즘을 커버.

이 실험은 전자 현미경과 집중된 이온 빔을 사용하여 연구자들이 미세 스케일 구조를 조작하고 조작할 수 있는 방법을 보여 주했습니다. 집중 된 이온 빔 재료 상호 작용의 분자 특성은 FIB에 마이크로 및 나노 스케일의 물질을 조작 할 수있는 독특한 능력을 제공합니다. 빔이 재료와 상호 작용하는 방식을 신중하게 고려하여 충전 아티팩트를 완화하고 최적의 밀링 품질을 위한 시스템을 설정함으로써 연구원은 실리콘 산화물 막의 경우 해부학적 대조물처럼 수행 할 수있는 생물학적 및 비 생물학적 물질에 독특한 패턴을 생성 할 수 있습니다. FIBs는 연구의이 분야에서 많은 잠재력을 보여 주지만 기술과 사용되는 재료는 살아있는 유기체로 자신의 길을 찾기 위해 훨씬 더 개선해야합니다. 조직 공학 기술과 함께 이러한 계측기 와 기술은 가까운 장래에 장기의 치료에 접근하는 방식에 혁명을 일으킬 수 있습니다.

이 실험은 집중 된 이온 빔 (FIB) 시스템에 대한 소개를 제공하고 그들이 무엇을 할 수 있는지 시연하는 데 중점을 두었습니다. 그들의 응용 프로그램은 광대합니다. 여기에서 운동은 미크론 크기 단면에서 뼈와 조직의 검사에 기관의 작은 부분의 3 차원 재건에 구역수색할 수 있는 생물학에 있는 몇몇 응용을 강조했습니다. FIB는 조직 공학을 위한 도구가 아니라는 점에 유의해야 합니다. 그것은 마이크로 전자, 지질 학적 연구, 적재 제조, 스프레이 코팅, 전송 전자 현미경 검사법 (TEM) 샘플 준비 및 일반 재료 특성과 많은 역사를 가지고 있습니다. 이러한 주제 내의 예는 널리 퍼져 있으며 FIB 관련 문헌에서 찾을 수 있습니다.