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Vortrag

LaserFIB – Hoch aufgelöste Elektronenmikroskopie und massiver Materialabtrag in Einem

Freitag (18.09.2020)
09:40 - 10:00 Uhr

Die moderne Materialwissenschaft und neue Fertigungsmethoden ermöglichen die Entwicklung und Herstellung immer komplexerer Materialien und Komponenten. Um diese analysieren und deren Mikrostruktur verstehen zu können sind dementsprechend auch immer bessere Charakterisierungswerkzeuge von Nöten. Rasterelektronenmikroskopie zusammen mit Fokussierten Ionenstrahlen (FIB-SEM) hat sich stark etabliert, wenn es um Probenanalyse und -bearbeitung auf Nano- oder Mikrometer-Skala in 2D, 3D oder sogar 4D geht. Allerdings kommen FIB-SEMs an ihre Grenzen sobald Probenmodifikation und -analyse auf noch größeren Längenskalen bis hin zu Millimetern erforderlich sind.


Mit der LaserFIB präsentieren wir ein neues System, um diese Herausforderung zu meistern und die Lücke bei der Abdeckung verschiedener Größenskalen zu schließen. Die LaserFIB besteht aus einem femto-sekunden (fs) Laser, der mit einem ZEISS Crossbeam kombiniert wurde. Diese Kombination ermöglicht gleichzeitig hoch aufgelöste Rasterelektronenabbildung und FIB Strukturierung zusammen mit positionsspezifischer, großflächiger Probenpräparation und Probenbearbeitung mit dem Laser. Jegliche Laserprozessierung findet in einer separaten Probenkammer statt, die die Schleuse des Mikroskops erweitert. Dadurch werden die empfindlichen Detektoren in der Hauptvakuumkammer vor Beschädigung und Kontamination geschützt. Die massive Laserablation erlaubt es effizient große Volumina an Bulk-Material abzutragen und zu tiefer liegenden Probenbereichen (Regions of Interest, ROIs) vorzudringen. Millimeter breite und tiefe Querschnitte können in Sekunden hergestellt und anschließend mit allen im SEM zur Verfügung stehenden Detektoren und Kontrastverfahren (z.B.: EDX oder EBSD) analysiert werden. Falls notwendig, ist es möglich den Querschnitt mittels FIB nachzupolieren. Allerdings hat sich gezeigt, dass die Oberflächenqualität der Laserschnitte bereits ausreichend für EBSD-Analysen ist.


In diesem Beitrag werden wir die neue LaserFIB vorstellen und den Workflow im Detail erläutern. Anwendungsbeispiele mit verschiedenen Probenmaterialien und Applikationen werden gezeigt.

 

Sprecher/Referent:
Tobias Volkenandt
Carl Zeiss Microscopy GmbH
Weitere Autoren/Referenten:
  • Fabián Pérez-Willard
    Carl Zeiss Microscopy GmbH
  • Benjamin Tordoff
    Carl Zeiss Microscopy GmbH

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