低ダメージ断面試料作製A Sample Processing Method in Little Damage

脆弱な材料、剥離発生品や複合材料などの断面観察を正確に行うため、試料の特性に合わせた作製手法をご提案します。

原理

脆弱な材料や剥離している可能性がある試料は、試料作製時の応力を軽減する必要があります。また、硬・軟質材料が合わさった複合試料は、研磨では加工レートの違いが大きく、段差が発生することは避けられません。このような試料は、断面イオンミリング法で試料作製を行うことにより、観察された異常が試料作製に起因するか否かの議論を避けることができます。
一方、機械研磨を使用した試料作製は短期間で多くの試料を作製できます。平面イオンミリングによる最終加工で機械研磨痕を除去できることから、微細な構造を明らかにできます。

試料作製フロー

試料作製フロー

断面イオンミリング法

Arビームを照射して試料を直接加工するため、平坦で機械的応力の発生が少ない断面を得ることができます。また、試料上部に遮蔽板を配置してイオンビームを遮っているため、10µmの精度で特定箇所の断面加工が可能です。

断面イオンミリング
断面イオンミリング概略図

以下の目的に適した加工です。

  • 脆弱な材料を低ストレスで損傷を抑えての加工
  • 剥離が生じている試料を応力を抑えての加工
  • 断面から汚染元素を分析するため試料作製時のコンタミをなくした加工

※ただし、イオンビームによる加工のため、加工時間が長いこと、加工領域が200~500µmと狭いこと、異質な材質では加工レートの違いから加工筋が発生するなどの制限があります。

機械研磨+平面イオンミリング法

試料を埋込・機械研磨後に、平面イオンミリングにより表面に生じた軟らかい材料のダレを取り除く手法です。

  • 断面イオンミリングに比べ加工時間が短く、同時処理できる試料数が多い
  • 応力を抑えた機械研磨や高精度な機械研磨を利用できる
  • 平面イオンミリング処理後にチャネリング像によるグレインが観察可能
平面イオンミリング
平面イオンミリング概略図

[ 更新日:2022/03/30 ]

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