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TEM薄膜样品制备过程

社区助手

2015/04/30

透射电镜（TEM）

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

第1楼2015/04/30

很有用的分享，照着这个步骤尝试一下~~~~

0

wjianna

第2楼2015/05/11

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？

0

仙后婧婧（谭思婧）

第3楼2015/05/18

这样不会破坏薄区，离子溅射对中一下
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？

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