原子探針

原子探針，從分析逐個原子來了解物質微區化學成分的不均勻性，原子探針是一種不可替代的分析方法。

原子探針利用約1Pm的細焦原子束，在樣品表層微區內激發元素的特徵X射線，根據特徵X射線的波長和強度，進行微區化學成分定性或定量分析。原子探針的光學系統、真空系統等部分與掃描電鏡基本相同，通常也配有二次電子和背散射電子信號檢測器，同時兼有組織形貌和微區成分分析兩方面的功能。原子探針的構成除了與掃描電鏡結構相似的主機系統以外，還主要包括分光系統、檢測系統等部分。

原子探針是應用場蒸發原理製成的。在超高真空及液氮冷卻試樣條件下，在針尖試樣上施加足夠的正高壓，試樣表面原子開始形成離子並離開針尖表面。這稱為場燕發。有兩種物理模型(鏡象勢壘和電荷交換模型)描述場蒸發過程，認為針尖試樣表面在電場(F)作用下使原子獲得活化能(Q)，克服金屬表面勢壘而離開表面。這時離子便在無場管道中飛向探測器。測量離子的飛行時間以鑒別其化學成分便構成了飛行時間質譜計。這是原子探針的基礎。

（1）帶針尖的力敏感元件；

（2）力敏感元件運動檢測裝置；

（3）監控力敏感元件運動的反饋迴路；

（4）掃描系統（一般使用壓電陶瓷），其作用是使樣品進行掃描運動；

（5）圖象採集及顯示；

（6）圖象處理系統。

其中關鍵的是前兩部分。

原子探針是對不同元素的原子逐個進行分析的一種技術，並給出納米空間中不同元素原子的分布圖形，能夠進行定量分析，是目前最微觀，並且分析精度較高的一種分析技術。從分析逐個原子來了解物質微區化學成分的不均勻性，是原子探針一種不可替代的分析方法。可直接觀察Cottrell 氣團；分析界面處原子偏聚；研究彌散相的析出過程；研究非晶晶化時的原子擴散和晶體成核過程；分析各種合金元素在納米晶材料不同相及界面上分佈。

原子探針是在場離子顯微鏡(FIM)基礎上發展起來的一種分析技術，在FIM樣品尖端疊加脈衝電壓使原子電離並蒸發，

用飛行時間質譜儀測定離子的質量/電荷比來確定該離子的種類，用位置敏感探頭確定原子的位置。3DAP可以直接觀察到Cottrell 氣團；分析界面處原子的偏聚；研究彌散相的析出過程，非晶晶化時原子擴散和晶體成核過程；分析各種合金元素在納米晶材料不同相及界面上的分佈等。

1. 了解原子探針顯微鏡的基本原理。

2. 廠家的儀器的功能和特性是否滿足科研要求？

詳細閱讀產品資料中的技術性能指標，不肯定時可將您的樣品交給廠家要求試驗做樣，看看其結果是否滿意再下結論；

3. 該廠家的儀器所做出來的結果是否得到國內、國外核心期刊的認可？用該廠家的儀器在國內、國外核心期刊所發表的數量和質量如何？

有些廠家無法提供自己儀器經同行審議的、已經公開發表、有人負責任的應用成果，但卻在網站上或宣傳材料中陳列了一些不明出處或摘自中國或國外其他廠家儀器得到的結果，並煞有介事地就此對自家儀器的性能進行分析和推論，誤導客戶；

4. 該廠家的儀器的市場佔有率是多少？口碑如何？

可以要求該生產廠家提供用戶名單、聯繫方式；

5. 該廠家的企業文化如何？背景如何？

請注意，有良好傳統的廠家的產品在市場上是最有保障也是最受歡迎的；

6. 該廠家的技術隊伍、研發能力是否強大？售後服務、產品升級是否有保障？

更多的通過交流了解該廠家的實力和服務態度，條件許可的話，可以到廠家處實地考察，最好帶上樣品，親自到廠家處操作儀器對樣品進行測試；

7. 了解儀器的成像模式，特別重要的是，原子力顯微鏡（AFM）是否具備接觸、輕敲、相移成像等多種工作模式？

8. 了解儀器是否具備一些重要功能，如：

是否具備樣品全自動逼進功能？一些儀器必須配合手動逼近，操作起來不勝其煩，而且很容易損壞探針。

是否具有圖形刻蝕模式和矢量掃描模式等納米加工技術？

是否配備強大的在線控制軟體和后處理分析軟體？

能否對原來的儀器進行升級和二次開發？

掃描器最大掃描範圍可達到多大？

可放置樣品的最大尺寸的直徑和厚度是多少？