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Materials Engineering

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Ionenfeinstrahlanlage (Focused Ion Beam)

Überblick

Quelle: Sina Shahbazmohamadi und Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, School of Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT

Da Elektronenmikroskope komplexer werden und in Forschungslabors weit verbreitet sind, wird es immer notwendiger, ihre Fähigkeiten einzuführen. Focused ion beam (FIB) ist ein Instrument, das eingesetzt werden kann, um Materialien auf Mico- und Nanoskalen in den unterschiedlichsten Bereichen von der Nanoelektronik bis zur Medizin herzustellen, zu trimmen, zu analysieren und zu charakterisieren. FIB-Systeme können als ein Strahl von Ionen betrachtet werden, die zum Fräsen (Sputtern), Ablagern und Bildmaterial auf Mikro- und Nanoskalen verwendet werden können. Die Ionensäulen von FIBs sind häufig mit den Elektronensäulen von Rasterelektronenmikroskopen (SEMs) integriert.

Ziel dieses Experiments ist es, den Stand der Technik in fokussierten Ionenstrahltechnologien einzuführen und zu zeigen, wie diese Instrumente eingesetzt werden können, um Strukturen herzustellen, die so klein sind wie die kleinsten Membranen, die im menschlichen Körper zu finden sind.

Verfahren

1. Herstellung eines perforierten Filters aus einer 300 nm dicken Siliziumoxidmembran, vergleichbar mit dem endothelialen Zytoplasma der Nieren

  1. Laden Sie die vorbereitete Membran in die FIB-Kammer. Die Membranen werden oft von Fachleuten (bei der Herstellung von Weizensteinbrücken) hergestellt und können an Halbleiter-Fertigungsstandorten erworben werden. Um eine selbst vorzubereiten, muss die Photolithographie verwendet werden. Die Details dieses Prozesses sind im Fotolithographie-Video der "Bioengineering Col

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Anwendung und Zusammenfassung

Dieses Experiment zeigte, wie die Verwendung von Elektronenmikroskopen und fokussierten Ionenstrahlen es Forschern ermöglicht, Mikroskalige Strukturen zu manipulieren und herzustellen. Die molekulare Natur der fokussierten Ionenstrahl-Material-Interaktion bietet FIB eine einzigartige Fähigkeit, Materialien auf mikro- und nanoskalen zu manipulieren. Durch sorgfältige Betrachtung, wie der Strahl mit dem Material interagiert, Ladeartefakte mindern und das System für eine optimale Fräsqu...

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