【摘要】 激光烧蚀能够在非常高的速度下以微米级精度去除大量材料。

激光烧蚀能够在非常高的速度下以微米级精度去除大量材料。这使它成为原子探针和电子显微镜研究样品制备初始阶段的理想工具。然而，激光烧蚀过程的热性质是这样的，在样品中以再结晶区和应力诱导变形的形式引起热损伤和机械损伤。对于纳米尺寸样品的分析，例如原子探针断层扫描和透射电子显微镜所需要的样品，有必要确保在样品制备过程中引起的任何损伤不会引入伪影，并且样品代表了大样品的微观结构。这项工作的主要目的是通过在样品制备过程中使用激光烧蚀来减少TEM和APT的样品制备时间，但也有必要确保该过程产生的样品完好无损，并代表大块材料。对于APT和TEM样品制备，由于汽化压力的存在而引起的损伤可能会限制激光烧蚀作为制备方法，然而，这取决于所选择的材料。在目前的研究中，很明显，在激光烧蚀过程中存在的压力不会导致硅片制备中的变形，在结果中几乎没有观察到损伤。Al样品的情况正好相反，由于应力引起的取向错误在很大程度上限制使用该技术通过激光烧蚀工艺制备APT和TEM样品。激光功率的降低增加了观察到的再结晶区，这表明在较低激光功率下，向样品传递的热能的增加足以诱导再结晶，但烧蚀过程中产生的应力不足以引起样品的变形。考虑到激光扫描模式，提出了最小化再结晶的替代方法。激光功率的改变不影响取向偏差区的深度，表明这是一个纯粹的机械过程。因此，应力引起的取向错误似乎是通过激光烧蚀工艺制备样品的合适材料的关键限制因素。通过使用激光烧蚀工艺，样品制备所需的制备时间和操作显著减少。总之，激光烧蚀技术是一种可能替代FIB提取的样品制备方法，但是，必须密切注意所选择的分析材料[1]。

 

[1] N. White, K. Eder, J. Byrnes, J.M. Cairney, I.E. McCarroll, Laser ablation sample preparation for atom probe tomography and transmission electron microscopy, Ultramicroscopy, Volume 220,2021, 113161,ISSN 0304-3991,https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2020.113161.

 

科学指南针为超过3000家高校和企业提供一站式科研服务。截止2021年6月：服务1049家高校、2388家企业，提供249所高校研究所免费上门取样服务，平均每天处理样品数5000+、 注册会员数18w+、平均4.5天出结果、客户满意度超过98%。