離子減薄儀的基本結(jié)構(gòu)

每個(gè)廠家生產(chǎn)的減薄儀在結(jié)構(gòu)之外都差不多，一般由以下幾個(gè)部分組成：(1)樣品室；(2)真空系統(tǒng)；(3)供電和控制系統(tǒng)；(4)照明和監(jiān)控系統(tǒng)。

（1）樣品室

樣品室是離子減薄儀的主體，包括：離子槍，樣品臺(tái)，防污染設(shè)備。（GL-69系列只有一些設(shè)備)，照明和監(jiān)控系統(tǒng)。(1)離子槍:離子結(jié)構(gòu)一般采用空心陽極電弧放電離子槍。在高壓電場的影響下，與氣體分子接觸時(shí)，稀釋氣體的航行距離和動(dòng)能足以使分子電離。此時(shí)形成的正離子和電子分別向能量發(fā)光。負(fù)極中間有一個(gè)小孔，電場中產(chǎn)生的離子被孔射出產(chǎn)生離子束。

（2）樣品臺(tái)

離子薄化儀的樣品平臺(tái)也是核心部件之一。大多數(shù)離子薄化儀的樣品平臺(tái)結(jié)構(gòu)都有一個(gè)非常薄的樣品支架(大多數(shù)是由釩制成的)，由三個(gè)非常細(xì)的支柱支撐，并與電機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連。離子從上到下轟動(dòng)樣品表面，電機(jī)推動(dòng)樣品旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)緩慢，通常在每分鐘幾轉(zhuǎn)到幾十轉(zhuǎn)之間。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是樣品平放在樣品平臺(tái)上，不需要固定。它的缺點(diǎn)是體積大，下部的三根支柱會(huì)擋住離子束，每轉(zhuǎn)一周擋住三次。更換樣品也不方便。GL-69系列離子減薄儀使用它的樣品平臺(tái)。

(3)防污染設(shè)備

GL-69系列離子減薄儀還附加了防污染設(shè)備，可以顯著降低觀察和照明系統(tǒng)的清潔頻率，以防止在薄化過程中濺射物對(duì)觀察窗口和照明系統(tǒng)的污染。

(4)照明和監(jiān)控系統(tǒng)

主要用于監(jiān)測薄化過程，在樣品中心穿孔時(shí)可及時(shí)關(guān)機(jī)。GL-69系列選擇聚光干預(yù)燈源。樣品第一次穿孔時(shí)，會(huì)立即在孔邊產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，出現(xiàn)明亮的菲涅爾光點(diǎn)，容易發(fā)現(xiàn)，可以及時(shí)關(guān)機(jī)。無論你選擇哪種監(jiān)控方式，都不需要一直監(jiān)控。由于離子薄化過程緩慢，只要提前估計(jì)需要的時(shí)間，就可以在即將穿孔的時(shí)候(提前一小時(shí))開始監(jiān)控或啟動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，每20分鐘觀察一次，然后再穿孔。

(2)真空系統(tǒng)

在真空狀態(tài)下必須進(jìn)行離子薄化過程，一般要求樣品室先抽到5?！脸^10-3Pa，因此選擇了機(jī)械泵加擴(kuò)散泵的二級(jí)真空系統(tǒng)，目前，GL-69系列已經(jīng)選擇了分子泵系統(tǒng)，真空監(jiān)測已經(jīng)采用復(fù)合計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

供電和控制系統(tǒng)(三)

升降部分通常是高壓供電，初期產(chǎn)品采用工頻變壓方式，目前已改為高頻振蕩變壓方式，減小體積也非常安全。

設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)四、設(shè)備

目前離子減薄儀還沒有認(rèn)可統(tǒng)一的評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)收程序，所以不同廠家在產(chǎn)品手冊中的技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目也不一樣。然而，所有制造商都給出了以下參數(shù)(加速電壓、速流密度和薄化速率)中的一兩個(gè)。本文作者認(rèn)為，作為驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，加速電壓和薄化速率更合適。因?yàn)檫@兩個(gè)指標(biāo)與用戶使用密切相關(guān)，也體現(xiàn)了設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造水平，可以進(jìn)行現(xiàn)場演示或?qū)嶋H測量。

實(shí)際上，裝置時(shí)不公平要注意廠家提供的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并要注意實(shí)際使用性能，包括開機(jī)率、故障率、操作簡便程度、售后服務(wù)、配件來源及供應(yīng)等。性能價(jià)格比當(dāng)然也要考慮。主要滿足工作的基本要求。這是購買設(shè)備的一般原則，用戶可以根據(jù)自己的情況來衡量。從價(jià)格上看，離子減薄儀應(yīng)該屬于大中型儀器?，F(xiàn)在使用還不是很普遍，熟悉這個(gè)設(shè)備的顧客還不多，所以最好由廠家派人為顧客安裝，進(jìn)行驗(yàn)收。通過這種方式，不僅可以使用戶盡早投入使用，而且可以減少用戶與制造商之間的爭議。制造商應(yīng)向用戶提供驗(yàn)收?qǐng)?bào)告(應(yīng)包括兩項(xiàng)內(nèi)容：加速電壓和薄化速率)，并得到客戶的認(rèn)可。這種儀器對(duì)安裝條件要求不高。最大面積不超過2平方米。加上氬氣瓶和減壓表的條件，可以使用工業(yè)純氬，不需要使用高純氬。氬氣瓶可直接與儀器連接，也可將氬氣裝入氬氣袋中。這種方式更加安全，方便，而且氣壓非常穩(wěn)定。房間不必遮黑，但濕度不宜過高，也不應(yīng)有腐蝕性氣氛。