离子切片仪（聚焦离子束系统，FIB）作为纳米级材料表征与加工的核心设备，通过高能离子束实现材料的精准切割与三维重构，在材料科学、电子器件及纳米技术领域发挥关键作用。
工作原理：离子切片仪的核心是利用离子枪发射高能离子束（如镓离子），经聚焦透镜和扫描电极形成极细束流（直径可至纳米级），通过物理撞击和化学反应逐层剥离材料表面原子，形成厚度仅几纳米至几十纳米的超薄切片。其能量密度与扫描速度的精确控制，确保切割效率与精度的平衡。例如，在8keV能量下，硅材料减薄速度可达40微米/小时，而低温冷冻技术可将样品冷却至-120℃，抑制热损伤，保障生物组织或热敏感材料的结构完整性。
核心技术：其一为双束系统集成，将离子束与电子束结合，实现切割与实时观测同步；其二为智能化操作，配备CCD相机与液晶控制面板，支持参数动态调整与过程监控；其三是样品台设计，如双安装脚结构适配5-30mm样品，凹槽吸振设计提升加工精度。此外，气体辅助沉积（GIS）技术可在切割区域沉积保护层，减少边缘损伤。
应用领域：在半导体制造中，FIB用于芯片逆向解剖、失效分析，揭示纳米级缺陷与层间结构；材料科学领域，可分析金属晶界、纳米颗粒分布及应力状态；生物学研究中，制备细胞超薄切片，结合TEM观察亚细胞结构；考古学则通过切割古陶瓷，解析制作工艺与历史演变。其高精度与灵活性，使其成为跨学科研究的通用平台。
更新时间：2025-11-05
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