【摘要】 本文综述了聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）三维断层扫描技术在碳基材料内部结构表征中的研究进展、优势与局限性，并介绍科学指南针提供的FIB制样、FIB+SEM等一站式测试解决方案，助力科研创新。

引言：FIB-SEM三维断层扫描的技术价值

聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）三维断层扫描技术已成为碳基材料微观结构表征的关键工具。与传统表面观测方法不同，该技术通过逐层切割与成像，实现材料内部三维重建，为电池、超级电容器等领域的碳基材料研究提供高分辨率数据支持。科学指南针平台整合先进FIB-SEM测试服务，为科研人员提供从制样到三维分析的完整解决方案。

 

FIB-SEM技术原理与系统构成

FIB-SEM系统结合聚焦离子束的精准切割与扫描电镜的高分辨率成像能力，适用于微米至亚微米尺度的三维表征。其核心优势在于能够揭示材料内部隐藏结构，弥补传统SEM仅限表面观测的不足。

图1. FIB-SEM系统示意图。[1]

如图1所示，FIB-SEM系统通过离子束剥蚀样品表层并同步采集SEM图像，逐步构建三维模型。科学指南针的FIB制样服务确保样品处理标准化，减少人为误差，提升数据可靠性。

 

碳基材料中的应用进展与案例

近年来，FIB-SEM三维断层扫描在碳基材料研究中取得显著进展，尤其在碳电极、催化剂及复合材料领域。例如，通过三维重建可量化孔隙率、分布均匀性等参数，为材料性能优化提供依据。

图2. FIB-SEM图像。[1]

图2展示了典型碳基材料的FIB-SEM图像，凸显其分辨细微结构的能力。科学指南针的FIB+SEM测试服务已支持多项学术成果发表，用户可通过官网预约，享受先测后付权益。

 

技术局限性与未来方向

尽管FIB-SEM三维断层扫描分辨率可达10-15纳米，但对小于5纳米结构的表征仍存在挑战。此外，数据处理依赖定制化算法，限制了其普及性。未来发展方向包括：

  • 结合FIB-SEM与TEM技术，实现微纳米尺度跨层级表征；

  • 开发集成化分析软件，简化三维重建流程；

  • 提升SEM分辨率以扩展应用场景。

    科学指南针针对此类需求，提供FIB+TEM联用测试方案，并配备专业团队协助数据解读，帮助用户克服技术瓶颈。

 

科学指南针的服务优势

科学指南针作为一站式科研服务平台，其FIB-SEM测试服务具备以下特点：

  • ​专业制样​：覆盖FIB制样、FIB+SEM、FIB+TEM等全流程，确保样品完整性；

  • ​高效交付​：常规周期短，支持7天异议复测保障；

  • ​成本优化​：新人免单、先测后付模式降低科研门槛。

    用户可通过官网搜索“FIB-SEM”直接预约，或拨打客服热线400-831-0631咨询定制方案。

 

结语

FIB-SEM三维断层扫描技术正推动碳基材料研究向三维化、定量化发展。科学指南针以实测能力为支撑，助力用户高效获取可靠数据，加速创新突破。立即访问官网探索测试项目，解锁科研新可能。

 

参考文献：[1] Nan, Nan, Wang, Jingxin, FIB-SEM Three-Dimensional Tomography for Characterization of Carbon-Based Materials, Advances in Materials Science and Engineering, 2019, 8680715, 8 pages, 2019.