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聚焦離子束(FIB)助力新型材料研究與開發(fā)
來源: 時間:2023-12-05 15:06:22 瀏覽:2038次

聚焦離子束(FIB)助力新型材料研究與開發(fā)

 

聚焦離子束(FIB)技術是一種利用靜電透鏡將離子束聚焦成極小尺寸的微切割技術,其原理是將液態(tài)金屬離子源產(chǎn)生的離子束經(jīng)過聚焦,形成具有高能量、高束流密度的離子束,通過控制離子束的掃描路徑,可以在材料表面進行納米級的切割、刻蝕和修飾等操作;FIB技術具有分辨率高、加工速度快、可控性強等優(yōu)點,廣泛應用于微電子、材料科學、生命科學和地質(zhì)學等領域。

 

 

 

一、聚焦離子束(FIB在新型材料研究中的應用

1. 材料微觀結構分析

FIB技術可以對材料進行納米級切片,并通過掃描電子顯微鏡(SEM透射電子顯微鏡(TEM對切片進行觀察和分析,從而揭示材料的微觀結構和組織性能此外,通過FIB制備的樣品可以直接用于TEM、STEM等設備的觀察和分析,省去了傳統(tǒng)的樣品制備過程,提高了研究效率。

2. 納米材料制備與加工

FIB技術可以在納米尺度上對材料進行加工和改性,為新型材料的制備提供了有力手段,例如,在半導體材料中制備納米線、納米孔等結構,或在生物醫(yī)用材料中制備微納米級別的支架、藥物遞送系統(tǒng)等;此外,FIB還可以用于納米結構的陣列設計和排列,為實現(xiàn)高效、有序的納米材料組裝提供技術支持。

3. 材料表面修飾與改性

FIB技術可以對材料表面進行納米級的修飾和改性,從而改變材料的性能,例如,在金屬表面制備復合涂層,提高其耐磨、抗腐蝕性能;在半導體材料表面制備絕緣層,降低界面電阻,提高器件的工作效率。

4. 失效分析與研究

FIB技術可以對材料失效部位進行納米級的切割和觀察,從而找出失效原因,例如,在電子器件中,FIB可以用于分析電路板上的故障點,為故障排除和修復提供依據(jù)。

 

二、聚焦離子束(FIB)在新型材料開發(fā)中的應用

1. 納米器件制備

例如,利用FIB制備的納米線、納米孔等結構可以應用于傳感器、納米發(fā)電機、能量存儲器等領域;此外,FIB還可以用于制備具有復雜結構的納米器件,如三維集成器件、納米機械系統(tǒng)等。

2. 生物醫(yī)學應用

例如,利用FIB制備的納米醫(yī)療器械、藥物遞送系統(tǒng)等可以實現(xiàn)對疾病的高效診斷和治療,此外,FIB還可以用于研究生物組織的納米級結構,為生物學、醫(yī)學研究提供有力支持。

3. 新型材料研發(fā)

例如,利用FIB制備的納米結構可以作為高性能催化劑、電極材料、光電器件等。此外,FIB還可以用于研究新型材料的性能與結構之間的關系,為材料科學的發(fā)展提供理論依據(jù)。

 

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12條評論
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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具?,F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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