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FIB双束电镜的真空系统是如何工作的?

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  FIB双束电镜是利用电磁透镜将离子束聚焦成非常小的点,然后用这个点在样品上进行扫描,通过检测二次电子或背散射电子信号来获取样品表面信息的设备。常用于材料科学、半导体工业、生命科学等领域中的微观分析、刻蚀和沉积等操作。
 
  FIB双束电镜的真空系统对于其正常运作至关重要,因为高真空环境可以保证离子束和电子束不会与气体分子发生相互作用,从而避免束流散射和能量损失,确保成像和加工的精确性。下面是FIB双束电镜真空系统的一般工作原理:
 
  1、初级泵抽:启动时,首先会使用机械泵或旋片泵进行初级抽气,将腔体内的压力从大气压降低到低真空状态。
 
  2、高真空泵抽:在初级泵抽之后,会启动高真空泵,通常是涡轮分子泵或扩散泵,进一步降低压力至高真空状态。这些泵通过高速旋转的叶片或加热后的金属叶片来捕获并压缩气体分子,从而维持高真空环境。
 
  3、真空维持:一旦达到所需的高真空水平,系统会持续运行高真空泵以保持这一状态。此外,系统中还可能包含冷阱或其他低温表面,用以凝结残余气体,帮助维持高真空。
 

FIB双束电镜

 

  4、样品舱预抽:在装载样品前,样品舱也会被预先抽成真空状态,以防止大气进入主真空腔体造成污染。
 
  5、真空监测:在整个过程中,真空计会实时监控腔体内的压力,确保真空度符合操作要求。如果检测到压力异常,系统会自动采取措施,如增加泵速或发出警报。
 
  6、快速回归真空:在进行样品更换或系统维护时,真空腔体会暴露于大气中,此时需要快速重新建立真空环境。一些先进的还配备了快速循环真空系统,可以在较短时间内恢复所需的高真空状态。
 
  FIB双束电镜的真空系统设计必须考虑到泵的效率、系统的密封性能、材料的放气特性以及操作的便捷性等因素,以确保仪器能在最佳状态下运行。

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