主题:【分享】TEM薄膜样品制备过程

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薄膜TEM试样比较难制备,而且成功率较低,比较耗费时间。
具体制备过程如下:
1.切片
将试样切成2.5X1.5X1(长X宽X高)的薄片;
对于玻璃和Si基的薄膜试样,可以用金刚刀(玻璃刀)切制;对于导电材料可以用线切割;对于不到电的材料用金刚石切片机切削效果要好些。
如果切下来的两个小试样片大小相差较大,最好先磨一下,达到尺寸尽可能一致。
2.超声波清洗,这个就不用说了;
3.配胶
一般用AB胶或610胶,后者的效果要好些,但较贵。按说明书上的要求配制,不要太多。
4.对粘
将薄膜试样放在载薄片上,在有薄膜的面上涂胶(如果有小刷子最好,用大头针也可以,但绝对不能用牙签,会有小木削混入胶内)。
要保证涂的完整,涂的均匀,而且胶内不能有气泡,最好是沿着一个方向向另一个方向涂胶,并一次涂成,不要来回涂。
将两片小试样对粘,尽可能对齐,减少两个试片之间的相对移动,因为这样会导致局部地方缺胶。
之后,将对粘好的试样放在专用的夹样台上,在此过程中两个试片不要错位。如果没有专用的夹样台,就自己动手做一个了,关键要保证试样的受力要均匀,并导热。
5.固化
将夹好的试样台放在加热台上加热固化,固化温度和时间看说明书,一般在120-130摄氏度之间固化2小时。
我个人认为,最好加热固化之后,在室温固化一个晚上,在将试样从夹样台上取下来效果好一些。
6.试样的处理
如果你的试样粘的不齐,或试样较大,这时可以用切片机切取所需的薄片。这时将试样的四个角进行磨削,使得对角线长小于3mm,为后面的工作做准备。
7.试样的打磨
我个人的做法是用502胶将试样粘在小块的载薄片上(注意要薄膜的对粘面垂直与载薄片),再将载薄片用双面胶粘到模样台上,用水砂纸从粗到细进行磨削。
注意事项:要将砂纸放在玻璃板上,砂纸上要加水,这样磨削效率要好些,磨削过程中要经常用水清洗试样和砂纸,除去磨掉的沙粒,如果条件允许,砂纸磨完一遍就换掉,效率高些。
磨削的方向很重要,薄膜的对粘方向与磨削方向一致,而且不要来回磨削,要去时磨削,回来时抬起来,磨削过程中最好经常用体式显微镜观察一下,是否磨偏或试样是否开裂。坚决杜绝横向磨削,因为这样很容易使对粘试样开裂。另外不要一下子磨的很薄,只要磨到一半左右,将其抛光。
8.粘Mo环
Mo环有几种型号,外圆都是3mm,内圆有1.5mm和1mm的,还有内圆是椭圆的,这个要根据试样的大小和个人的要求选定。
将抛光后的试样连同载薄片放在体式显微镜下,观察抛光后试样的平整度和截面的位置。在试样抛光面的四周涂AB胶或610胶,注意不要将整个平面都涂上。要涂的完整、均匀。
然后将Mo环粘上(Mo环较薄,很难用镊子夹取,我用医用的胶管,一头套上注射器的针头,将针头危弯,并将针尖磨平,用嘴在另一头吸,就可将Mo环吸起移动了)。此时,试样要保证截面的位置位于Mo环正中间,同时,试样的边缘不能够超过Mo环,在体式显微镜下可以看到。
将带有试样和Mo环的载薄片放到加热台上固化,固化十几分钟后,用棉签沾丙酮将Mo环内多于的胶去掉。
固化2-3小时后,用丙酮将试样溶下来,翻转试样,将带有Mo环的试样用热溶胶粘在载薄片上(将干净的载薄片放在加热台上,加热一段时间,然后放上热溶胶,热溶胶的加热温度要高一点(60-70摄氏度),时间要长一些,一定要等热溶胶溶解的较好后,在将试样粘上(注意:Mo环在下面),将试样在体式显微镜下观看载薄片一面,看溶胶在Mo环内圆区域是否有气泡,如果气泡较大,只好重新粘了,气泡对后面钉薄有影响)。之后在将载薄片粘到磨样台上,重复过程7的步骤。第二次磨削时要注意随时测量试样的厚度,小于80um,就可以了。测量中要考虑载薄片的厚度、胶的厚度和Mo环的厚度。
9.钉薄
一般是将试样先溶解下来,在放在钉薄机上钉薄。我是将小块的载薄片直接放在钉薄机钉薄的。这就要求在对中的过程中要尽可能的将截面放在中间,如果稍微偏一点,钉薄的区域要大一些,效果要好一些,但不能偏的太多。钉薄过程中加载要先大后小,抛光膏的力度也是先粗后细,并要经常加水和更换抛光膏,中间要不时的观看,特别是接近需要厚度时,更要勤看。
10.等离子减薄
一般角度选择小于5度。如果你的试样较厚,那在钉薄的过程中,将试样接近中间的两侧也适当钉薄一下,就不会影响离子减薄的效果了,否则开始减薄的时候可能离子束不
会先减薄到试样中部,而是先减薄到试样两边的“肩头”部位。当然,试样做出来了,也不一定能够看到你所想要得到的效果,哪只有从新制样了。其实在开始对粘时,可以多粘几个片子。
(来自互联网)
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wulabobo
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wjianna
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谢谢分享!
我们做过几次都不成功。除了磨的时候开裂,还会离子溅射时候薄区不在界面处,或者一边打穿了一边还很厚。这是难做!

有一点不明白,楼主为何是先粘Mo环,再凹坑?
仙后婧婧(谭思婧)
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原文由 wjianna(wjianna) 发表:
谢谢分享!
我们做过几次都不成功。除了磨的时候开裂,还会离子溅射时候薄区不在界面处,或者一边打穿了一边还很厚。这是难做!

有一点不明白,楼主为何是先粘Mo环,再凹坑?
这样不会破坏薄区,离子溅射对中一下
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