Nguyên lý của kỹ thuật chùm iôn hội tụ 2 chùm tia: một chùm iôn để thao tác, một chùm [[electron|điện tử hẹp để ghi lại ảnh quá trình thao tác]]
Chùm iôn hội tụ (tiếng Anh: Focused ion beam, thường được viết tắt là FIB) là kỹ thuật sử dụng trong các ngành vật lý chất rắn, khoa học và công nghệ vật liệu, cho phép tạo các cấu kiện, các lát cắt mỏng, bay bốc, lắng đọng vật liệu bằng cách điều khiển một chùm iôn được gia tốc ở năng lượng cao và được điều khiển để hội tụ trên điểm nhỏ nhờ các hệ thấu kính điện, từ.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của FIB
Trên nguyên tắc, FIB có cấu trúc gần giống một kính hiển vi điện tử quét. Các thiết bị chùm iôn hội tụ hiện nay bao gồm 2 chùm tia: một chùm iôn để thực hiện các thao tác chế tạo, và một chùm điện tử hẹp dùng để tạo ảnh, quan sát trực tiếp quá trình làm việc.
Tương tác của chùm iôn với bề mặt chất rắn: gây các nguyên tử bị bốc bay, phún xạ, phát xạ điện tử thứ cấp...
Iôn được dùng ở đây thường là iôn gali (Ga) vì Ga là chất dễ dàng bị bay hơi và iôn hóa từ Ga kim loại lỏng. Iôn Ga được đốt bay hơi và iôn hóa, sau đó được gia tốc và hội tụ thành chùm iôn hẹp nhờ hệ thấu kính từ (hoặc thấu kính tĩnh điện). Thế gia tốc được sử dụng phổ biến hiện nay là từ 10 đến 50 kV, và chùm iôn có thể được hội tụ thành chùm tia có diện tích nhỏ tới một vài nanomet. Chùm điện tử có tác dụng như chùm điện tử quét kính hiển vi điện tử quét, quét trên bề mặt chi tiết để ghi lại ảnh thông qua việc ghi lại tín hiệu từ điện tử thứ cấp.
Thiết bị FIB hoạt động dựa trên nguyên tắc một hệ phún xạ. Khi chùm iôn hẹp có năng lượng cao quét trên bề mặt, động năng của các iôn sẽ làm cho các nguyên tử chất rắn tại bề mặt bị bốc bay tức thời. Độ sâu, rộng của phần chất rắn bị bốc bay phụ thuộc vào thế gia tốc và cường độ chùm iôn. Cường độ dòng điện của chùm iôn có thể thay đổi từ vài chục pA, cho đến vài chục nA. Để tạo hình cho các chi tiết, chùm iôn được điều khiển quét (giống như việc quét chùm tia điện tử để tạo hình trong màn hình hoặc trong kỹ thuật lithography..). Để bảo vệ chi tiết chế tạo khỏi bị phá hủy bởi chùm iôn, người ta có thể phủ một lớp platin (Pt) hoặc tungsten (thường pha trộn thêm cácbon để dễ bay bốc). Các lớp này có thể tạo thành hình các chi tiết, cấu kiện cần tạo nhờ sự điều khiển của hệ thấu kính. Nói một cách đơn giản, chùm iôn có năng lượng cao hoạt động như một "lưỡi dao", có tác dụng phá hủy những phần mẫu không cần dùng để tạo ra các cấu kiện như ý muốn.
Các hệ FIB hiện nay thường có các hệ thống điều khiển cơ học chính xác để dịch chuyển, quay mẫu hỗ trợ cho quá trình thao tác. Phổ biến là thiết bị 2D FIB (FIB 2 chiều), thao tác chủ yếu từ trên bề mặt và thêm một hướng quay mẫu. Ngoài ra, còn có 3D FIB (các thiết bị rất đắt tiền), cho phép theo tác từ nhiều hướng, tạo các vật liệu theo 3 chiều.
Các ứng dụng của FIB
Ban đầu, FIB chủ yếu được dùng trong công nghệ bán dẫn và trong phép xử lý mẫu cho TEM, nhưng dần dần, FIB được cải tiến trở thành một thiết bị rất mạnh và đa năng. Ảnh chụp thiết bị chùm iôn hội tụ
*Như một kính hiển vi điện tử quét có độ phân giải cao*: Việc ghi lại điện tử thứ cấp từ chùm điện tử và chùm iôn cho phép FIB có được hình ảnh như một SEM. Ảnh SEM trên FIB có thể đến từ 2 nguồn: từ nguồn do chùm điện tử quét và từ điện tử thứ cấp phát ra từ tương tác của chùm iôn. Vì thế, FIB có thể ghi đồng thời 2 ảnh ở 2 góc độ khác nhau. Cũng nhờ tính năng này, FIB có thể thực hiện phép ghi ảnh 3 chiều với độ phân giải và chất lượng cao.
Tạo lát cắt mỏng cho mẫu quan sát trong kính hiển vi điện tử truyền qua: Các phép đo trên kính hiển vi điện tử truyền qua chỉ có thể thực hiện khi mẫu đủ mỏng. Thiết bị FIB cho phép dễ dàng tạo ra mẫu mỏng cho TEM bằng cách thực hiện các nhát cắt, cắt ra một lát mỏng ngang mẫu, sau đó gắp ra nhờ một mũi dò Pt, gắn mẫu vào giá đỡ, sau đó lại dùng chùm iôn năng lượng thấp để mài mẫu đủ mỏng cho các phép đo TEM. FIB cho phép tạo ra mẫu mỏng tới 30 nm, đủ mỏng cho các phép quan sát HRTEM (hiển vi điện tử phân giải cao) với thời gian nhanh hơn và ít thao tác hơn so với các phương pháp xử lý mẫu truyền thống, đồng thời lại giữ được mẫu ít bị phá hủy hơn so với cách truyền thống. Đối với các mẫu màng mỏng cần quan sát cắt ngang, xử lý bằng FIB đặc biệt hiệu quả.
Chế tạo, sửa chữa, hàn gắn các chi tiết nhỏ: Đây là một tính năng mạnh của FIB, giống như việc tạo các chi tiết bề mặt nhỏ ở lithography... Hệ thống điều khiển chùm iôn cho phép tạo ra các chi tiết nhỏ trực tiếp bằng cách phá hủy màng mỏng. Với khả năng này, người ta còn gọi FIB là kỹ thuật direct-write lithography, có nghĩa là quang khắc trực tiếp. Các chi tiết có thể được tạo ra, sửa chữa... một cách trực tiếp và quá trình chế tạo có thể được điều khiển, quan sát trực tiếp. Độ phân giải tốt nhất của FIB hiện nay có thể đạt 5-10 nm và có tốc độ nhanh hơn so với lithography. FIB là một công cụ mạnh của công nghệ nano, MEMS, NEMS...
Làm yếu các cấu trúc điện từ**: Người ta có thể tạo các cấu trúc điện, từ nhân tạo bằng cách sử dụng chùm iôn của FIB phá hủy cấu trúc ban đầu (vẫn giữ nguyên chất rắn nhưng thay đổi cấu trúc điện, từ). Kỹ thuật này cho phép tạo ra các cấu trúc điện từ có hình dạng xác định, làm thay đổi hoàn toàn tính chất điện từ của vật liệu cũng như linh kiện.
*Vẽ các chi tiết: FIB cho phép tạo ra các hình ảnh như ý muốn bằng cách điều khiển hình dạng của chùm vật liệu bay bốc lên bề mặt đế nhờ bộ điều khiển thấu kính điện từ.
FIB được sử dụng để tạo mẫu cắt lớp cho [[kính hiển vi điện tử truyền qua|TEM: quan sát lớp cắt ngang của màng mỏng.]]
Nhược điểm của FIB
Mặc dù FIB cho khả năng tạo các chi tiết với tốc độ rất cao, và có khả năng cho độ phân giải chi tiết tương đương với kỹ thuật quang khắc chùm điện tử (kỹ thuật tạo chi tiết có độ phân giải tốt nhất hiện nay), nhưng FIB lại bị vướng phải những nhược điểm từ chính những điểm mạnh đó:
- Rìa của các chi tiết (nơi tiếp xúc trực tiếp với chùm tia iôn) dễ bị nhiễm bẩn do các iôn kim loại Ga có năng lượng cao hấp thụ vào, và do đó tính chất của rìa dễ bị thay đổi (điều này rất quan trọng trong các linh kiện mà cấu trúc rìa có thể ảnh hưởng đến tính chất của linh kiện).
- Chất lượng của các chi tiết bị phụ thuộc quá lớn vào khả năng lấy nét chùm tia (focus).
- FIB xử lý kém với các hình ảnh rời rạc.
- Điện trở suất của các mạch kim loại hàn gắn bằng FIB thường bị thay đổi do ảnh hưởng từ các chùm ion và cácbon trong hệ sputter.
👁️
0 | 🔗 | 💖 | ✨ | 🌍 | ⌚
Nguyên lý của kỹ thuật chùm iôn hội tụ 2 chùm tia: một chùm iôn để thao tác, một chùm [[electron|điện tử hẹp để ghi lại ảnh quá trình thao tác]] **Chùm iôn hội tụ**
**Kính hiển vi điện tử truyền qua** (tiếng Anh: _transmission electron microscopy_, viết tắt: TEM) là một thiết bị nghiên cứu vi cấu trúc vật rắn, sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao
Cấu trúc cắt ngang của một thấu kính từ sử dụng trong [[kính hiển vi điện tử truyền qua.]] **_Thấu kính từ_** (tiếng Anh: _Magnetic lens_) là một loại thấu kính hay một loại thiết
**Gali** (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp _gallium_ (/ɡaljɔm/)), còn được viết là **ga-li**, hay thép, làm cho chúng trở nên rất giòn. Ngoài ra, gali kim loại cũng dễ dàng tạo ra hợp kim
phải|nhỏ|375x375px|Máy Linac ở trong máy gia tốc [[Australian Synchrotron sử dụng sóng vô tuyến từ một máy cộng hưởng ờ đầu linac để gia tốc chùm electron lên đến năng lượng bằng 100 MeV.]] **Máy
**Công nghệ nano** là việc sử dụng vật chất ở quy mô nguyên tử, phân tử và siêu phân tử cho các mục đích công nghiệp. Mô tả phổ biến sớm nhất về công nghệ
**Hội chứng Smith–Lemli–Opitz** (hay **SLOS**, **khiếm khuyết 7-dehydrocholesterol reductase**) là lỗi bẩm sinh của quá trình tổng hợp cholesterol. Đó là một hội chứng dị dạng di truyền lặn do một đột biến trong enzyme
**Môi trường tự nhiên** bao gồm tất cả các sinh vật sống và không sống có trong tự nhiên, có nghĩa là không phải là nhân tạo. Thuật ngữ này thường được áp dụng cho
**Electron** hay **điện tử**, là một hạt hạ nguyên tử, có ký hiệu là hay , mà điện tích của nó bằng trừ một điện tích cơ bản. Các electron thuộc về thế hệ thứ
Particle-induced X-ray emission hay proton-induced X-ray emission (PIXE) là một kỹ thuật được sử dụng để xác định thành phần nguyên tố của một mẫu hay vật liệu. Khi một vật liệu được phơi dưới
**Tụ cầu khuẩn** (tiếng Anh: _Staphylococcus_ có nguồn từ tiếng Hy Lạp _staphyle_ nghĩa là chùm nho) là các cầu khuẩn Gram dương không tạo nha bào có đường kính khoảng 1 μm, không di
nhỏ|300x300px|Ứng dụng của Laser trong không quân Hoa Kỳ Laser: màu đỏ (Bước sóng 660 & 635 nm), Xanh lá (532 & 520 nm) và xanh tím (445 & 405 nm). **Laser** hay **_Light** **Amplification
DR.BE ROSE ESSENCE HỒI SINH LÀN DA LÃO HÓA | BIGSTORE.shopping --- FEEL NATURAL, BE ETERNAL "Sự kết hợp của tinh chất hoa hồng cùng các loại tinh chất và Glutathione trong Essence giúp cung
DR.BE ROSE ESSENCE HỒI SINH LÀN DA LÃO HÓA | BIGSTORE.shopping --- FEEL NATURAL, BE ETERNAL "Sự kết hợp của tinh chất hoa hồng cùng các loại tinh chất và Glutathione trong Essence giúp cung
RĂNG CHẮC KHỎE, HƠI THỞ THƠM THO, NỤ CƯỜI RẠNG RỠ, HỆ MIỄN DỊCH KHỎE MẠNH*DẠNG VÀ TRÌNH BÀY:Chai serum dropper 30ml chứa dung dịch cô đặc Keo Bạc màu hổ phách, đi kèm với
**Epitaxy chùm phân tử** (tiếng Anh: _Molecular beam epitaxy_, viết tắt là _MBE_) là thuật ngữ chỉ một kỹ thuật chế tạo màng mỏng bằng cách sử dụng các chùm phân tử lắng đọng trên
**Vật liệu polyme nanocompozit** (tiếng Anh: _polymer nanocomposite_) là một loại polyme compozit "mới" mà trong đó các hạt độn (_filled-particles_) trong mạng nền polyme (_polymer matrix_) có kích thước nanomet. Một loại hạt độn
phải|nhỏ|Một hình ảnh mô tả phản ứng tổng hợp hạt nhân giữa hai hạt nhân Hydro thành Heli. **Phản ứng tổng hợp hạt nhân** hay **phản ứng nhiệt hạch**, **phản ứng hợp hạch**, trong vật
**Ngôi sao Tử thần** (tên gốc: **Death Star**) là một trạm không gian và là một siêu vũ khí ngân hà giả tưởng xuất hiện trong loạt sử thi _Star Wars_ do George Lucas sáng
thumb|right|Máy cyclotron của Lawrence, , cho thấy chùm [[ion được gia tốc (có thể là proton hoặc deuteron) thoát ra khỏi máy và làm ion hóa không khí xung quanh gây ra ánh sáng xanh
Một hạt nhân nguyên tử ở trạng thái plasma với những tia plasma mở rộng từ [[điện cực bên trong tới lớp thủy tinh cách điện bên ngoài, tạo ra nhiều chùm sáng.]] **Plasma** ()
Cấu trúc của một ống đo bourdon, các yếu tố xây dựng được làm bằng đồng thau [[brass]] Nhiều kỹ thuật đã được phát triển cho các phép đo áp suất và chân không. Dụng
**Năng lượng hợp hạch** (năng lượng nhiệt hạch) là năng lượng sinh ra trong phản ứng tổng hợp hạt nhân. Trong loại phản ứng này, hai hạt nhân nguyên tử nhẹ hợp nhất thành một
**Vàng** hay **kim** là nguyên tố hóa học có ký hiệu **Au** (lấy từ hai tự mẫu đầu tiên của từ tiếng La-tinh _aurum_, có nghĩa là vàng) và số nguyên tử 79, một trong
thumb|upright|[[Wilhelm Röntgen (1845–1923), người đầu tiên nhận giải Nobel Vật lý.]] Mặt sau huy chương giải Nobel vật lý **Giải Nobel Vật lý** là giải thưởng hàng năm do Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng
**Phún xạ** (tiếng Anh: **_Sputtering_**) hay **Phún xạ cathode** (**_Cathode Sputtering_**) là kỹ thuật chế tạo màng mỏng dựa trên nguyên lý truyền động năng bằng cách dùng các ion khí hiếm được tăng tốc
nhỏ| Nhà vật lý hạt nhân tại [[Phòng Thí nghiệm Quốc gia Idaho thiết lập một thí nghiệm sử dụng máy phát xạ neutron.]] **Máy phát xạ neutron** là nguồn neutron chứa máy gia tốc
nhỏ|Một bản đồ máy gia tốc hạt lớn tại CERN **Large Hadron Collider** (**Máy gia tốc hạt lớn** - gọi tắt là **LHC**) là chiếc máy gia tốc hạt hiện đại lớn nhất và cung
nhỏ|Starfire Optical Range - three lasers into space Một **vũ khí năng lượng định hướng** (**Directional Energy Weapon**) là một vũ khí tầm xa gây thiệt hại cho mục tiêu của nó bằng tập trung
**Vương Hi** (hoặc **Vương Hy**, tiếng Trung giản thể: 王曦, bính âm Hán ngữ: _Wáng Xī_, sinh tháng 8 năm 1966, người Hán) là nhà khoa học vật liệu, chính trị gia nước Cộng hòa
**Lithi** hay **liti** là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu **Li** và số hiệu nguyên tử bằng 3, nguyên tử khối bằng 7. Lithi là một kim
Giải pháp chăm sóc da tại nhà hiệu quảLàm đẹp là nhu cầu chính đáng của mỗi người. Tuy nhiên trong cuộc sống bận rộn, không phải ai cũng có thời gian để tới spa
**Photon** hay **quang tử** (, phōs, ánh sáng; tiếng Việt đọc là _phô tông_ hay _phô tôn_) là một loại hạt cơ bản, đồng thời là hạt lượng tử của trường điện từ và ánh
nhỏ|phải|Một [[trạm phát sóng truyền hình tại Hồng Kông]] **Truyền hình**, hay còn được gọi là **tivi** (_TV_) hay **vô tuyến truyền hình** (truyền hình không dây), **máy thu hình**, **máy phát hình**, hay **vô
**Hydro** là một nguyên tố hóa học trong hệ thống tuần hoàn các nguyên tố với nguyên tử số bằng 1, nguyên tử khối bằng 1 u. Trước đây còn được gọi là **khinh khí**
THÔNG TIN CƠ BẢN Xuất xứ: Hàn Quốc. CHI TIẾT SẢN PHẨM MÁY PHẪU THUẬT CẮT ĐỐT PLASMA MPHT CN01-99 Xuất xứ: Việt Nam Bảo hành: 12 tháng Model: MPHT CN01-99 Máy phẫu thuật cắt
THÔNG TIN CƠ BẢN Xuất xứ: Việt Nam CHI TIẾT SẢN PHẨM MÁY PHẪU THUẬT CẮT ĐỐT PLASMA Xuất xứ: Việt Nam Bảo hành: 12 tháng Model: MPHT CN01-99 Máy phẫu thuật cắt đốt Plasma
nhỏ|215x215px|Chế độ xem vệ tinh của [[Paris vào ban đêm]] **Ô nhiễm ánh sáng** xảy ra do sự hiện diện những hành động của con người và các loại hình ánh sáng nhân tạo trong
Trong vũ trụ hư cấu với lịch sử thay thế của dòng game chiến lược thời gian thực Command & Conquer của Westwood Studios và Electronic Arts, **Kane** là dường như là bất tử và
Tất cả các vật chất có thể biểu hiện tính chất sóng. Ví dụ: Một chùm electron có thể được nhiễu xạ giống như một chùm sáng hoặc là một sóng nước. Các **sóng vật
**Lưu huỳnh** (tên khác: **_Sulfur_** (đọc như _"Xun-phu"_), **_lưu hoàng_** hay **_diêm sinh_**) là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu **S** và số nguyên tử 16. Nó là một phi
thumb|upright=1.2|Các quốc gia hiện tại đang sử dụng công nghệ NTSC (xanh lá), [[SECAM (cam) và PAL (xanh dương)]] **_NTSC_** là tên viết tắt phỏng theo tên của **Ủy ban Hệ thống Truyền hình Quốc
RĂNG CHẮC KHỎE, HƠI THỞ THƠM THO, NỤ CƯỜI RẠNG RỠ, HỆ MIỄN DỊCH KHỎE MẠNHĐó là những năng lực mà dung dịch súc miệng này mang đến cho bạnCƠ CHẾ:Phân tử Nano bạc phân
RĂNG CHẮC KHỎE, HƠI THỞ THƠM THO, NỤ CƯỜI RẠNG RỠ, HỆ MIỄN DỊCH KHỎE MẠNHĐó là những năng lực mà dung dịch súc miệng này mang đến cho bạnCƠ CHẾ:Phân tử Nano bạc phân
RĂNG CHẮC KHỎE, HƠI THỞ THƠM THO, NỤ CƯỜI RẠNG RỠ, HỆ MIỄN DỊCH KHỎE MẠNH*DẠNG VÀ TRÌNH BÀY:Chai serum dropper 30ml chứa dung dịch cô đặc Keo Bạc màu hổ phách, đi kèm với
RĂNG CHẮC KHỎE, HƠI THỞ THƠM THO, NỤ CƯỜI RẠNG RỠ, HỆ MIỄN DỊCH KHỎE MẠNH*DẠNG VÀ TRÌNH BÀY:Chai serum dropper 30ml chứa dung dịch cô đặc Keo Bạc màu hổ phách, đi kèm với
phải|nhỏ|300x300px| Một gương điện môi hồng ngoại trong giá treo gương **Gương điện môi**, còn được gọi là **gương Bragg**, là một loại gương bao gồm nhiều lớp vật liệu điện môi mỏng, thường đọng
phải|nhỏ|300x300px| Một gương điện môi hồng ngoại trong giá treo gương **Gương điện môi**, còn được gọi là **gương Bragg**, là một loại gương bao gồm nhiều lớp vật liệu điện môi mỏng, thường đọng
**Tuần hoàn mạch vành** là tuần hoàn đưa máu tới tim, tạo điều kiện cho tim hoạt động. Máu của tim được nuôi dưỡng bởi mạch vành các động mạch vành chính nằm trên bề
Keo bạc có tác dụng gì?Keo bạc là một loại kháng sinh tự nhiên rất mạnh, có khả năng tiêu diệt được hơn 600 loại virus, nấm, vi khuẩn.Thời gian tiêu diệt trung bình là