離子切片儀（聚焦離子束系統，FIB）作為納米級材料表征與加工的核心設備，通過高能離子束實現材料的精準切割與三維重構，在材料科學、電子器件及納米技術領域發揮關鍵作用。
工作原理：離子切片儀的核心是利用離子槍發射高能離子束（如鎵離子），經聚焦透鏡和掃描電極形成極細束流（直徑可至納米級），通過物理撞擊和化學反應逐層剝離材料表面原子，形成厚度僅幾納米至幾十納米的超薄切片。其能量密度與掃描速度的精確控制，確保切割效率與精度的平衡。例如，在8keV能量下，硅材料減薄速度可達40微米/小時，而低溫冷凍技術可將樣品冷卻至-120℃，抑制熱損傷，保障生物組織或熱敏感材料的結構完整性。
核心技術：其一為雙束系統集成，將離子束與電子束結合，實現切割與實時觀測同步；其二為智能化操作，配備CCD相機與液晶控制面板，支持參數動態調整與過程監控；其三是樣品臺設計，如雙安裝腳結構適配5-30mm樣品，凹槽吸振設計提升加工精度。此外，氣體輔助沉積（GIS）技術可在切割區域沉積保護層，減少邊緣損傷。
應用領域：在半導體制造中，FIB用于芯片逆向解剖、失效分析，揭示納米級缺陷與層間結構；材料科學領域，可分析金屬晶界、納米顆粒分布及應力狀態；生物學研究中，制備細胞超薄切片，結合TEM觀察亞細胞結構；考古學則通過切割古陶瓷，解析制作工藝與歷史演變。其高精度與靈活性，使其成為跨學科研究的通用平臺。
更新時間：2025-11-05
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