使用聚焦离子束光刻（FIB）使研究人员能够通过设计可增加生物相容性和与原生组织集成的材料表面来改善细胞表面的相互作用。借助 FIB，可以在硅、金属和聚合物等各种材料上蚀刻特征。还可以使用非平面曲面，也可以在单个设备上执行后处理。
通常，此方法可用于其他显微镜。但是，不同的显微镜制造商都有独特的模式化软件版本，必须针对每个系统进行优化。演示这个程序的将是我实验室的研究生史莱雅·马哈詹小姐。
要准备安装，请使用细尖孔真空钳小心地拾取硅探针的清洁条。将它们放在用于扫描电子显微镜 FIB 成像和蚀刻的清洁铝存根上。使用牙签将一小滴银漆放在探头周围的硅基板边缘。
通过将银漆铺在探头周围的硅基板两侧，固定带材。将铝根管放入 SEM FIB 之前，让银漆完全干燥。接下来，单击"光束控制"选项卡中的"通风口"按钮以通风 SEM FIB 腔室。
按 Shift F3 执行主舞台。通过在弹出窗口中选择"主页舞台"按钮来确认选择。家庭舞台完成后，将舞台移动到坐标 X=70 毫米、Y=70 毫米、Z=0 毫米、T=0 度、R=0 度。
一旦室通风，戴上干净的硝酸盐手套，打开室门。将保持探头的铝存根插入舞台适配器的顶部。通过拧紧舞台适配器侧面的固定螺钉来固定铝根。
确保适当调整高度。使用此任务的 1.5 毫米六角扳手。小心地摆动导航摄像机臂，直到其停止。
显微镜阶段将自动移动到摄像机下方的位置。观看显微镜用户界面的象限三中显示的实时图像。亮度级别自动调整到适当级别后，通过按下相机支架上的按钮获取图像。
这大约需要 10 秒。将相机臂回回关闭位置。舞台将返回到原始位置。
小心地关闭显微镜室门。在关闭车门时，在象限四中观看 CCD 摄像机图像。确保样品和阶段与显微镜室中的任何关键部件保持安全距离。
在用户界面软件中选择带样品清洁按钮以启动腔室真空泵和内置等离子清洁剂。等待大约 8 分钟，完成显微镜室的泵送时间和等离子清洁周期。一旦用户界面右下角的图标变为绿色，请按光束控制选项卡中的"唤醒"按钮，该按钮将打开电子和离子束。
选择象限一，将光束信号设置为电子束。然后将象限二设置为离子束。现在，将 SEM 电压设置为 5 千伏，SEM 光束电流设置为 0.20 纳米安培，SEM 探测器设置为 ETD，将探测器模式设置为二次电子。
将 FIB 电压设置为 30 千伏，FIB 光束设置为 24 皮安，FIB 探测器设置为 ICE 探测器，将检测器模式设置为辅助电子。双击导航摄像机图像中的硅探针，象限三将舞台移动到探头的大致位置。单击"象限一"以选择它作为活动象限，然后点击暂停按钮开始 SEM 扫描。
将扫描停留时间设置为 300 纳秒，并关闭扫描隔行扫描、线集成和帧平均。在"光束控制"选项卡中将"扫描旋转"设置为零。右键单击光束移位 2D 调节器并选择零。
通过逆时针转动显微镜用户界面面板上的放大旋钮，将放大倍率调整到最小值。使用用户界面面板上的旋钮或自动对比度亮度工具栏图标调整图像亮度和对比度。通过双击鼠标在要素上移动舞台以居中。
然后将所需的硅探针移动到 SEM 图像的中心。定位边缘或其他特征，如灰尘颗粒或划痕。通过顺时针转动放大旋钮，将放大倍率提高至 2000 倍。
通过转动显微镜用户界面上的粗细对焦旋钮来调整 SEM 的焦点，直到图像对焦。图像聚焦后，在工具栏中选择"将示例 Z 链接到工作距离"按钮。通过查看导航选项卡中的 Z 轴坐标，确认操作已完成。
该值应约为 11 毫米。在 Z 轴位置输入 4.0 毫米，然后用鼠标按下"转到"按钮。移动 X 和 Y 中的舞台以定位硅探针的肩部。
尽可能靠近 SEM 的中心。在 T 坐标中输入 52 并点击 Enter 将舞台倾斜更改为 52 度。观察探头的肩膀在图像中是否出现上下移动。
使用舞台 Z 滑块将探头的肩部带回 SEM 图像的中心。仅调整 Z 位置。不要移动 X、Y、T 或 R 轴。
运行位于舞台下拉菜单中的内置 XT 对齐功能。使用鼠标单击与探头边缘平行的两个点。Mae 确保在弹出窗口中选择了水平单选按钮，然后单击"完成"。
舞台将旋转以使探头与舞台的 X 轴对齐。使用鼠标将探头的下肩再次置于 SEM 图像的中心，调整 XY 中的阶段。选择象限二中的 FIB，并确保光束电流仍为 24 皮安。
将放大倍数设置为 5000X，将停留时间设置为 100 纳秒。在键盘上键入 Control-F，将 FIB 焦点设置为 13 毫米。在"光束控制"选项卡中，右键单击"污名 2D 调节器"并选择零。
此外，右键单击"光束移位 2D"调节器，然后选择零。将扫描旋转设置为零度，然后单击工具栏中的自动对比度亮度按钮。在象限二中查找探针肩部的图像。
使用快照工具在 FIB 中获取图像。确认探针肩部位于 FIB 图像的中心。如果没有，双击探头肩以将探头移动到中心。
将舞台向左移动，将键盘上的左箭头键按大约 10 到 15 次。再拍摄一个快照并观察探针侧是否仍位于 FIB 的中心。重复这些步骤后，直到探头肩部的边缘与舞台的 X 轴完全对齐，使用 FIB 将舞台移回探头的下肩。
单击"添加"按钮，在位置列表中保存舞台位置。将 FIB 光束电流更改为 2.5 纳米安培，并确保 FIB 的放大倍率仍为 5000 倍。运行自动亮度对比度功能，将 FIB 停留时间设置为 100 纳秒。
点击暂停按钮开始扫描。使用用户界面面板上的粗细对焦旋钮和 X 和 Y 污名旋钮，尽可能快速、准确地调整 FIB 对焦和散光。点击暂停按钮以停止 FIB 扫描。
在 Nano 构建器软件中，打开用于阵列硅探针的文件。选择"显微镜"下拉菜单，然后选择"设置阶段源"。选择"显微镜"下拉菜单，然后选择"校准探测器"。
在显微镜用户界面上，用鼠标单击四边形一次以选择四边形。单击"确定"开始校准。这个过程需要大约五分钟。
确保 ETD 和 ICE 探测器校准。在软件中，选择"显微镜"下拉菜单，然后选择"执行"以启动阵列序列。当模式完成时，关闭软件。
在显微镜用户界面"光束控制"选项卡中命中通风口以关闭显微镜光束并开始通风循环。当室通风时，将舞台移动到合适的坐标。一旦室通风，戴上干净的硝酸盐手套，然后拉开室门。
使用 1.5 毫米六角扳手松开存根适配器上的固定螺钉。从腔室中拆下包含有图案探头的铝制根管。小心地关闭显微镜室门。
在关闭车门时，在象限四中观看 CCD 摄像机图像。确保舞台适配器与显微镜室中的任何关键部件保持安全距离。此处显示的是非功能性单柄硅探头的 SEM 图像，这些探头具有 FIB 蚀刻的纳米结构，位于刀柄的背面。
蚀刻的纳米结构的最终尺寸是200纳米宽的平行线，相距300纳米，深度为200纳米。为了确定将纳米结构蚀刻到探针表面如何影响植入物周围的神经元密度，神经元核被染色和量化。神经元存活率以背景区域的百分比表示，距离植入地点 50 微米箱的距离相同。
与植入后四周的平滑控制植入物相比，在距离植入地点 100 到 150 微米的距离的纳米结构探头周围，神经元明显更多。纳米结构还沿功能单柄硅微电极的背面蚀刻，对电生理测量进行量化，以研究蚀刻纳米结构如何影响电极性能。电生理结果表明，与平滑控制微电极相比，从纳米架构微电极记录单单元的通道百分比增加。
没有对纳米结构微电极进行统计分析，因为只植入了一个用于概念验证试验研究。FIB蚀刻使研究人员能够研究在医疗设备上添加地形线索如何改善细胞反应，并最终提高设备的性能。这些方法可应用于的医疗设备的广度是无限的，因为 FIB 可以在一系列材料、表面几何形状以及最重要的是已经制造的设备上执行。
