Skip to content

Введение в АЗТ

Atom Probe Tomography Schematic

Атомно-зондовая томография (АЗТ или трехмерная атомно-зондовая томография) – единственная методика анализа материалов, предлагающая широкие возможности как для трехмерной визуализации, так и для измерения химического состава в атомном масштабе (около 0,1–0,3 нм в глубину и 0,3–0,5 нм в плоскости). С ранних разработок атомно-зондовая томография способствовала значительным достижениям в области материаловедения.

Образец готовят в виде очень острого наконечника. На охлажденный наконечник подают высокое постояное напряжение (3–15 кВ). Очень маленький радиус острия и высокое напряжение индуцируют очень сильное электростатическое поле (десятки В/нм) на поверхности наконечника, немного ниже точки испарения атомов. При воздействии лазерным или высоковольтным импульсом в результате эффекта электрического поля (близко к 100 % ионизации) с поверхности испаряются один или несколько атомов, которые проецируются на позиционно-чувствительный детектор (PSD) с повышенной эффективностью обнаружения. Эффективность детектирования ионов достигает 80 %, что является самым высоким показателем аналитической эффективности для доступной трехмерной микроскопии.

На приведенной выше схеме представлен принцип атомно-зондовой томографии с использованием образца и двумерного позиционно-чувствительного детектора. При этом t(импульс) – импульс лазера или напряжения, действующий на наконечник образца, который запускает полевое испарение ионов, а t(событие) – время, когда ион достигает детектора.

Детектор позволяет одновременно измерять:

  • время пролета ионов: измерение промежутка времени между импульсом лазера или напряжения и достижением детектора позволяет определить отношение m/q (отношение масса/заряд);
  • положение (X, Y) ионного воздействия на детектор: измерение положения X-Y и порядка поступления ионов на детектор позволяет восстановить исходное положение атомов на кончике.

Повторяя данную последовательность, атомы постепенно удаляются от наконечника, и трехмерное изображение материала можно восстановить в атомном масштабе.

Линейка атомно-зондовых томографов CAMECA включает семейство LEAP 5000 и семейство АЗТ EIKOS. Атомные зонды CAMECA разработаны в сотрудничестве с Группой исследования материалов (GPM) Руанского университета, Франция.

Узнать больше: