一、CP的用途与特点

氩离子抛光（CP）技术是对样品表面进行抛光，去除损伤层，从而得到高质量样品，用于在 SEM，光镜或者扫描探针显微镜上进行成像、EDS、EBSD、CL、EBIC 或其它分析。针对不同的样品的硬度，设置不同的电压、电流、离子枪的角度、离子束窗口，控制氩离子作用的深度、强度、角度、这样精准的参数，有利于制备成研究者理想的材料样品，这样的样品不仅表面光滑无损伤，而且还原材料内部的真实结构，正如页岩内部的细微孔隙在SEM下放大到10K时也能看得清清楚楚，以及材料内部的不同物质分层都能看的分界线明显。氩离子抛光机具备样品切割和抛光两项功能；

氩离子抛光在材料制样的特出优点：

（1）对由硬材料和软材料组成的复合材料样品, 能够很精细地制作软硬接合部的截面, 而使用传统方法制样是很困难的。

（2）比FIB方法的抛光面积更大（~1mm以上）。

二、CP的主要构成及工作原理

CP主要包括真空系统、离子源、样品室、光学定位系统和操作系统等部分。若选择冷冻CP在低温条件下进行抛光，则CP还包括液氮冷冻系统。具体工作过程为设置样品凸出挡板一定的距离，利用高压电场使氩气电离产生离子态，在配有稀土磁铁的三元构造（阴极、阳极与聚焦极）潘宁离子枪发射出一束带正电的高能氩离子束，产生的氩离子束在加速电压的作用下，高速轰击样品表面，产生离子溅射，对样品进行逐层剥蚀而达到抛光的效果。

潘宁离子枪原理图

溅射现象：sputtering phenomenon用具有一定能量的离子束或中性原子束轰击固体，会引起固体表面分子、原子或原子团的次级发射的现象。溅射出的粒子多为中性粒子或分子，少部分为带正、负电荷的离子，称为次级离子。描述溅射现象的主要参量是溅射阀能、溅射产率和溅射速度

三、CP的工作方式

截面研磨法是在样品和离子枪之间安装一个遮挡板，使样品局部突出遮挡板边缘，然后用离子束照射样品。沿遮挡板边缘溅射突出边缘的部分，由

此可获得切割均匀的截面。使样品突出遮挡板数十微米至100微米，并以±15～40°旋转样品杆，以防产生离子研磨痕迹（细条纹）。截面研磨普遍适用于块状样品和多层结构等机械研磨难以精加工处理的样品。

平面研磨法是将氩离子束倾斜照射到样品表面，并将氩离子束中心和样品旋转中心进行偏心调整，实现广域加工的方法。氩离子束的照射角度(θ)可设置为0°～90°4) 。当照射角度≥80°时，离子束照射角度与样品加工面近乎平行，因此，可以减少由于晶体取向和成分蚀刻速率差造成的凹凸不平，形成相对平滑的加工面。这种方法常用于去除机械研磨加工对树脂包埋样品造成的研磨痕迹，实现样品的精加工。照射角度较小时，可以利用蚀刻速率差，凸显样品的凹凸特性。通过样品表面的凹凸形貌，判断多层膜的层结构等。