说明：本文华算科技详细介绍了聚焦离子束（FIB）技术在透射电子显微镜（TEM）样品制备中的应用。文中阐述了FIB的制备原理、样品定位与区域选择、离子束加工、薄片提取、精细减薄、损伤控制等关键步骤，强调了其在现代材料分析中的优势和局限。

TEM样品制备的基本要求与挑战

TEM）依赖高能电子束透射样品获得内部结构信息，因此。传统机械研磨或离子减薄方法在控制局域区域和精确定位时存在局限，而现代材料体系，特别是微纳尺度器件或异质结构，对制样的区域选择性和厚度控制提出了更严格的要求。

的引入有效解决了这一难题，。

-FIB技术FIB制备原理的物理基础

+通过离子主要作用机制包括，其中溅射效应是制备过程中材料去除的核心机制。通过，图2.。

TEM分析往往针对材料中，如界面、缺陷、相界或微纳器件关键结构。FIB系统通过结合扫描电子显微镜（SEM）成像功能，能够在制备前对目标区域进行原位定位与结构确认。

在样品表面进行标记、刻蚀或切割FIB制样图3. 微结构DOI:离子束粗加工与薄片切割

在粗加工阶段，离子束以较高束流条件作用于样品表面，快速去除大体积材料，以形成预定几何形态并释放出潜在的薄片结构。该阶段的目标在于。通过逐步切割与局域凹槽形成，可以有效将目标区域与基体隔离，为后续薄片转移和精细减薄奠定基础。

FIB操作准备高质量层10.1038/s41598-021-00595-x

在完成粗加工后，通过离子束辅助沉积（通常为Pt或C沉积层）加固与支撑结构，可以将薄片可靠地固定在微探针上，并切割与基体的连接部分。

a）离子束沉积和（b）IBAD示意图随后，薄片被转移至沉积加固与焊接，确保在后续操作中具备机械稳定性纳米尺度下实现精确操作精细减薄与厚度控制

FIB通过，以逐渐接近TEM分析所需的厚度范围（通常为几十纳米）。减薄过程中，通过交替改变入射角与扫描策略，可有效降低离子束对样品表面造成的损伤与非均匀蚀刻效应。

。最终目标是实现均匀且可透射的薄片，同时尽可能减少表面粗糙度与离子注入效应对结构本征信息的干扰。

FIB进行TEM样品制备的过程离子注入与FIB制样过程不可避免地产生离子注入和表面损伤，这些效应可能导致样品表层的非晶化或成分偏移，进而影响TEM图像解析的真实性。为减小这些影响，通常在最后阶段采用，以去除高能离子束造成的受损层。

优化离子束的入射能量与角度，或结合其他离子源（如氦离子、氖离子）进行表面修饰图7. 使用聚焦离子束（。

FIB制样的优势体现在其高度的局域选择性、制备的快速性和加工的灵活性。研究人员能够在精确的区域范围内制备纳米级薄片，从而保证TEM分析与研究目标高度一致。

FIB可与其他分析手段联用，实现制样与原位观测的结合。然而，FIB制样仍存在局限，例如。这些局限提示在具体应用中需要合理平衡制样速度、厚度控制与损伤最小化之间的关系。