Die Zwei-Strahl-Ionenfeinstrahlanlage (FIB)

Mit dem Ionenstrahl freigeschnittenes Volumen mittrapezförmiger Front in der Matrix einer WHIPOX©-Keramikrobe

Messgrößen

  • Längenmesstechnik
  • Volumen

Anlagenbeschreibung

Eine Zwei-Strahl-Ionenfeinstrahlanlage (Focused Ion Beam /Dual Beam, FIB/SEM) ist eins der vielseitigsten Werkzeuge, das für die Material- und Werkstoff-Forschung verfügbar ist. Sie kombiniert ein Rasterelektronenmikroskop mit einer Ionensäule. Diese erlaubt, analog zum Rasterelektronenmikroskop, die Abbildung der Probenoberfläche mit Sekundärelektronen und –ionen. Bei geeigneter Wahl der Parameter kann mit dem Ionenstrahl Material abgetragen werden. Die Verwendung beider Strahlen ermöglicht eine Strukturierung der Probenoberfläche im mit einer Feinheit bis hinab zu 10 nm bei genauer Navigation. Gasinjektionssysteme ermöglichen in Zusammenspiel mit dem Ionen- wie auch dem Elektronenstrahl eine lokale Materialabscheidung.

Ausstattung:

  • Dual-Beam Typ FEI Helios 600i
  • REM: Feldemmisionskathode, Auflösung 0,9 nm bei 1 keV Beschleunigungsspannung
  • FIB: Tomahawk-Säule (Ga+-Quelle), Auflösung: 2,5 nm bei 30 kV Beschleunigungsspannung
  • Kammer- und „in lens“ Sekundär- und Rückstreuelektronendetektoren, konzentrischer Rückstreuelektronendetektor (CBS), Sekundärelektronen und –ionendetektor (ICE)
  • Gas Injektionssysteme (GIS) für Pt, W und C Abscheidung
  • „Easy Lift” in situ Mikromanipulator
  • Elektronenquelle zur Kompensation von Probenaufladungen bei Ionenstrahlverwendung

Anwendung

Die Kombination von Elektronen- und Ionensäule erlaubt die lokale metallographische Präparation und Untersuchung nahezu aller der auch sonst der Rasterelektronenmikroskopie zugänglichen Materialklassen. Die sequentielle Querschnittspräparation mit integrierter Bilderfassung (“slice-and-view”) eröffnet den mikroskopischen Zugang zu dreidimensionaler Gefügeinformation. Zudem lassen sich mit dieser Zweistrahlanlage Proben („Lamellen“) für die Transmissionselektronenmikroskopie aus relevanten Bauteil- oder Materialbereichen gezielt entnehmen und kontrolliert auf die gewünschte Dicke bringen. Die Lamellenentnahme wird „in situ“ mittels Mikromanipulator durchgeführt.

Institut / Einrichtung

DLR-Institut für Werkstoff-Forschung

Kontakt

Philipp Watermeyer
DLR-Institut für Werkstoff-Forschung

Jochen Krampe
Technologiemarketing

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