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Feixes de Íons Focalizados

Visão Geral

Fonte: Sina Shahbazmohamadi e Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, Escola de Engenharia, Universidade de Connecticut, Storrs, CT

À medida que os microscópios eletrônicos se tornam mais complexos e amplamente utilizados em laboratórios de pesquisa, torna-se mais uma necessidade de introduzir suas capacidades. O feixe de íons focado (FIB) é um instrumento que pode ser empregado para fabricar, aparar, analisar e caracterizar materiais em mico-e nanoescamas em uma ampla variedade de campos, da nanoeletrônica à medicina. Os sistemas FIB podem ser considerados como um feixe de íons que podem ser usados para moer (sputter), depósito e materiais de imagem em micro e nanoescamas. As colunas de íons dos FIBs são comumente integradas com as colunas eletrônicas dos microscópios eletrônicos de varredura (SEMs).

O objetivo deste experimento é introduzir o estado da arte em tecnologias de feixe de íons focalizando e mostrar como esses instrumentos podem ser usados para fabricar estruturas tão pequenas quanto as menores membranas encontradas no corpo humano.

Procedimento

1. Fabricação de um filtro perfurado de uma membrana de óxido de silício de 300nm de espessura comparável em escala ao citoplasma endotelial dos rins

Coloque a membrana preparada na câmara FIB. As membranas são frequentemente preparadas por profissionais (ao criar pontes de Wheatstone) e podem ser adquiridas em locais de fabricação de semicondutores. Para preparar um você mesmo, a fotolitografia deve ser usada. Os detalhes desse processo podem ser vistos no vídeo fotolitografia da "Coleção bioengenharia" no sit

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Aplicação e Resumo

Este experimento demonstrou como o uso de microscópios eletrônicos e feixes de íons focados permitem aos pesquisadores manipular e fabricar estruturas de microescala. A natureza molecular da interação focalizado do feixe de íons fornece à FIB uma habilidade única de manipular materiais nas micro e nanoescamas. Ao considerar cuidadosamente como o feixe interage com o material, mitigando artefatos de carregamento e definindo o sistema para uma ótima qualidade de moagem, um pesquisa...

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1. Fabricação de um filtro perfurado de uma membrana de óxido de silício de 300nm de espessura comparável em escala ao citoplasma endotelial dos rins

Coloque a membrana preparada na câmara FIB. As membranas são frequentemente preparadas por profissionais (ao criar pontes de Wheatstone) e podem ser adquiridas em locais de fabricação de semicondutores. Para preparar um você mesmo, a fotolitografia deve ser usada. Os detalhes desse processo podem ser vistos no vídeo fotolitografia da "Coleção bioengenharia" no site da JoVE. NOTA: Certifique-se de usar luvas de nitrito ao manusear a amostra ou ao entrar em contato com quaisquer componentes internos do FIB/SEM. O ambiente deve ser mantido muito limpo e livre de quaisquer óleos de pele.
Ligue o feixe de íons focalado e a arma eletrônica e ajuste a amostra para alcançar o ponto coincidente-eucêntrico. Este é o ponto onde a área de interesse (a membrana) está na linha de elétrons e íons para ângulos de inclinação que variam de 0 a 54 graus.

Ajuste a corrente do feixe de íons e acelera a tensão do FIB para 30kV e 100pA e foque em uma área próxima à área a ser fresada. Desenhe uma matriz de círculos através do programa de fresagem FIB de um diâmetro em torno de 50nm com uma distância central para central de 150nm (ver Figura 1).
Mude para feixe de elétrons e imagem da área em uma tensão acelerada de 5kV.

Figura 1: Fib arifado buracos na membrana de óxido de silício criando filtro de partículas.

2. Moagem de um logotipo em um cabelo

Coloque um fio de cabelo em um meioscópio usando fita de carbono
Ouro/Carbono cubra o fio do cabelo usando um revestimento sputter. Esta ferramenta reveste a amostra em alguns nanômetros de um material condutor para que possa ser imagedo/sputtered com artefatos de carregamento mínimos.
Ligue o feixe de íons focalado e a arma eletrônica e ajuste para o ponto coincidente-eucêntrico.
Ajuste a corrente do feixe de íons e acelere a tensão para 30kV com uma abertura de 100pA, respectivamente, e foque em uma área de cerca de 15um x 15um perto da área a ser fresada.
Carregue o padrão/logotipo a ser fresado como um bitmap e ajuste a corrente do feixe e acelerando a tensão e inicie a fresagem.
Mude para feixe de elétrons e imagem da área. Isso é mostrado na Figura 2.

Figura 2: "Feliz Natal" moído em uma teia de aranha com FIB.

PLAYLIST

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