Атомный зонд

Полевой ионный микроскоп, сопряженный с масс-спектрометром

Визуализация данных, полученных с помощью атомного зонда, каждая точка представляет собой реконструированное положение атома из обнаруженных испаренных ионов.

Атомный зонд был представлен на 14-м симпозиуме по полевой эмиссии в 1967 году Эрвином Вильгельмом Мюллером и JA Panitz . Он объединил полевой ионный микроскоп с масс-спектрометром, имеющим возможность обнаружения отдельных частиц, и впервые прибор мог «... определять природу одного отдельного атома, видимого на поверхности металла и выбранного из соседних атомов по усмотрению наблюдателя». ^[1]

Атомные зонды отличаются от обычных оптических или электронных микроскопов тем, что эффект увеличения возникает из-за увеличения, обеспечиваемого сильно изогнутым электрическим полем, а не из-за манипуляции траекториями излучения. Метод является деструктивным по своей природе, удаляя ионы с поверхности образца для их отображения и идентификации, создавая увеличения, достаточные для наблюдения отдельных атомов по мере их удаления с поверхности образца. Благодаря соединению этого метода увеличения с масс-спектрометрией времени пролета , ионы, испаренные с помощью применения электрических импульсов, могут иметь вычисленное отношение массы к заряду. ^[2]

Благодаря последовательному испарению материала слои атомов удаляются из образца, что позволяет проводить зондирование не только поверхности, но и самого материала. ^[3] Компьютерные методы используются для восстановления трехмерного вида образца до его испарения, предоставляя информацию атомного масштаба о структуре образца, а также предоставляя информацию о типе атомного вида. ^[4] Прибор позволяет проводить трехмерную реконструкцию до миллиардов атомов с острого кончика (что соответствует объемам образца 10 000–10 000 000  нм ³ ).

Обзор

Образцы атомных зондов имеют форму, которая неявно обеспечивает сильно изогнутый электрический потенциал для индуцирования результирующего увеличения, в отличие от прямого использования линзирования, например, с помощью магнитных линз . Кроме того, в нормальном режиме работы (в отличие от режимов полевой ионизации) атомный зонд не использует вторичный источник для зондирования образца. Вместо этого образец испаряется контролируемым образом (полевое испарение), а испаренные ионы попадают на детектор, который обычно находится на расстоянии от 10 до 100 см.

Образцы должны иметь геометрию иглы и изготавливаться с помощью методов, аналогичных электрополировке образцов для ТЭМ или методам сфокусированного ионного пучка . С 2006 года стали доступны коммерческие системы с лазерной импульсной обработкой, что расширило область применения от образцов только из металла до полупроводниковых, изолирующих, таких как керамика, и даже геологических материалов. ^[5] Подготовка выполняется, часто вручную, для изготовления радиуса наконечника, достаточного для создания сильного электрического поля, с радиусами порядка 100  нм .

Для проведения эксперимента с атомным зондом образец в форме очень острой иглы помещается в камеру сверхвысокого вакуума . После введения в вакуумную систему образец понижается до криогенных температур (обычно 20-100 К) и манипулируется таким образом, чтобы острие иглы было направлено на детектор ионов. К образцу прикладывается высокое напряжение, и либо к образцу прикладывается лазерный импульс, либо к противоэлектроду прикладывается импульс напряжения (обычно 1-2 кВ) с частотой повторения импульсов в диапазоне сотен килогерц. Приложение импульса к образцу позволяет отдельным атомам на поверхности образца выбрасываться в виде ионов с поверхности образца в известное время. Обычно амплитуда импульса и высокое напряжение на образце контролируются компьютером, чтобы побудить только один атом ионизироваться за раз, но возможны множественные ионизации. Задержка между приложением импульса и обнаружением иона(ов) на детекторе позволяет вычислить отношение массы к заряду.

Хотя неопределенность в атомной массе, вычисленной с помощью методов времени пролета в атомном зонде, достаточно мала, чтобы позволить обнаружение отдельных изотопов в материале, эта неопределенность все еще может, в некоторых случаях, затруднить окончательную идентификацию атомных видов. Такие эффекты, как суперпозиция различных ионов с несколькими удаленными электронами или наличие образования сложных видов во время испарения, могут привести к тому, что два или более видов будут иметь достаточно близкие времена пролета, что сделает окончательную идентификацию невозможной.

История

Полевая ионная микроскопия

Полевая ионная микроскопия — это модификация полевой эмиссионной микроскопии , в которой поток туннелирующих электронов испускается из вершины острого иглоподобного катода при воздействии достаточно сильного электрического поля (~3-6 В/нм). ^[6] Игла ориентируется на фосфорный экран для создания проецируемого изображения рабочей функции на вершине острия. Разрешение изображения ограничено (2-2,5 нм) из-за квантово-механических эффектов и латеральных изменений скорости электронов. ^[7]

В полевой ионной микроскопии наконечник охлаждается криогеном, а его полярность меняется на противоположную. Когда визуализирующий газ (обычно водород или гелий) вводится при низких давлениях (< 0,1 Паскаля), ионы газа в сильном электрическом поле на вершине наконечника ионизируются полем и создают проецируемое изображение выступающих атомов на вершине наконечника. Разрешение изображения определяется в первую очередь температурой наконечника, но даже при 78 градусах Кельвина достигается атомное разрешение. ^[8]

10-см атомный зонд

10-см атомный зонд , изобретенный в 1973 году JA Panitz ^[9], был «новым и простым атомным зондом, который позволяет проводить быструю, углубленную идентификацию видов или более обычный атомный анализ, обеспечиваемый его предшественниками... в приборе объемом менее двух литров, в котором перемещение наконечника не требуется, а проблемы стабильности импульса испарения и выравнивания, общие для предыдущих конструкций, были устранены». Это было достигнуто путем объединения времяпролетного (TOF) масс-спектрометра с двухканальным пластинчатым детектором с фокусировкой на близком расстоянии, областью дрейфа 11,8 см и полем зрения 38°. Можно было получить изображение FIM или десорбционное изображение атомов, удаленных с вершины наконечника полевого эмиттера. 10-см атомный зонд был назван прародителем более поздних атомных зондов, включая коммерческие приборы. ^[10]

Зонд атомной визуализации

Визуализирующий атомный зонд ( IAP ) был представлен в 1974 году JA Panitz . Он включал в себя особенности 10-см атомного зонда, но «... полностью отходит от [предыдущей] философии атомного зонда. Вместо того, чтобы пытаться определить идентичность поверхностного вида, создающего предварительно выбранное пятно ионного изображения, мы хотим определить полное кристаллографическое распределение поверхностного вида с предварительно выбранным отношением массы к заряду. Теперь предположим, что вместо того, чтобы работать с [детектором] непрерывно, он включается на короткое время одновременно с прибытием предварительно выбранного интересующего вида путем подачи стробирующего импульса через время T после того, как импульс испарения достиг образца. Если длительность стробирующего импульса короче времени прохождения между соседними видами, будет обнаружен только тот поверхностный вид, который имеет уникальное время прохождения T, и будет отображено его полное кристаллографическое распределение». ^[11] Он был запатентован в 1975 году как полевой десорбционный спектрометр . ^[12] Название Imaging Atom-Probe было придумано А. Дж. Во в 1978 году, и прибор был подробно описан Дж. А. Паницем в том же году. ^{[13] [14]}

Атомно-зондовая томография (APT)

Современная атомная зондовая томография использует позиционно-чувствительный детектор, также известный как FIM в коробке, для определения бокового расположения атомов. Идея APT, вдохновленная патентом на полевой десорбционный спектрометр JA Panitz , была разработана Майком Миллером в 1983 году и достигла кульминации с первым прототипом в 1986 году. ^[4] В инструмент были внесены различные усовершенствования, включая использование так называемого позиционно-чувствительного (PoS) детектора Альфредом Серезо, Теренсом Годфри и Джорджем Д. У. Смитом в Оксфордском университете в 1988 году. Томографический атомный зонд (TAP), разработанный исследователями из Руанского университета во Франции в 1993 году, представил многоканальную систему синхронизации и многоанодную решетку. Оба инструмента (PoSAP и TAP) были коммерциализированы Oxford Nanoscience и CAMECA соответственно. С тех пор было сделано много усовершенствований для увеличения поля зрения, разрешения по массе и положению, а также скорости сбора данных инструмента. Локальный электродный атомный зонд был впервые представлен в 2003 году компанией Imago Scientific Instruments. В 2005 году коммерциализация импульсного лазерного атомного зонда (PLAP) расширила направления исследований от высокопроводящих материалов (металлов) до плохих проводников (полупроводников, таких как кремний) и даже изоляционных материалов. ^[15] AMETEK приобрела CAMECA в 2007 году и Imago Scientific Instruments (Мэдисон, Висконсин) в 2010 году, что сделало компанию единственным коммерческим разработчиком APT с более чем 110 приборами, установленными по всему миру в 2019 году.

Первые несколько десятилетий работы с APT были сосредоточены на металлах. Однако с появлением систем зондирования лазерных импульсных атомов приложения расширились до полупроводников, керамических и геологических материалов, с некоторой работой над биоматериалами. ^[16] Наиболее продвинутое исследование биологического материала на сегодняшний день с использованием APT ^[16] включало анализ химической структуры зубов радулы хитона Chaetopleura apiculata . ^[17] В этом исследовании использование APT показало химические карты органических волокон в окружающем нанокристаллическом магнетите в зубах хитона, волокнах, которые часто были расположены совместно с натрием или магнием . ^[17] Это было продолжено для изучения бивней слона , дентина ^[18] и человеческой эмали . ^[19]

Теория

Испарение в поле

Испарение поля — это эффект, который может возникнуть, когда атом, связанный с поверхностью материала, находится в присутствии достаточно высокого и соответствующим образом направленного электрического поля, где электрическое поле является дифференциалом электрического потенциала (напряжения) по отношению к расстоянию. Как только это условие выполняется, достаточно того, чтобы локальное связывание на поверхности образца было способно быть преодолено полем, что позволяет испарять атом с поверхности, с которой он в противном случае связан. ^[20]

Полет ионов

Независимо от того, испаряются ли ионы из самого материала или ионизируются из газа, испаряемые ионы ускоряются электростатической силой, приобретая большую часть своей энергии в пределах нескольких радиусов кончика образца. ^[21]

Соответственно, ускоряющая сила, действующая на любой ион, контролируется электростатическим уравнением, где n — состояние ионизации иона, а e — фундаментальный электрический заряд.

${\displaystyle F=ne\nabla \phi }$

Это можно приравнять к массе иона m по закону Ньютона (F=ma):

${\displaystyle ma=q\nabla \phi }$

${\displaystyle a={\frac {q}{m}}\nabla \phi }$

Релятивистские эффекты в полете ионов обычно игнорируются, поскольку реализуемые скорости ионов составляют лишь малую часть скорости света.

Предполагая, что ион ускоряется в течение очень короткого интервала, можно предположить, что ион движется с постоянной скоростью. Поскольку ион будет двигаться от кончика при напряжении V ₁ до некоторого номинального потенциала земли, скорость, с которой движется ион, можно оценить по энергии, переданной иону во время (или около) ионизации. Таким образом, скорость иона можно вычислить с помощью следующего уравнения, которое связывает кинетическую энергию с приростом энергии из-за электрического поля, отрицательный заряд возникает из-за потери электронов, образуя чистый положительный заряд. ^{[ необходима цитата ] [22]}

${\displaystyle E={\frac {1}{2}}mU_{\mathrm {ion} }^{2}=-neV_{1}}$

Где U — скорость ионов. Решая относительно U , находим следующее соотношение:

${\displaystyle U={\sqrt {\frac {2neV_{1}}{m}}}}$

Допустим, что при определенном напряжении ионизации однократно заряженный ион водорода приобретает результирующую скорость 1,4x10^6 м/с ^при 10~кВ. Однократно заряженный ион дейтерия в условиях образца приобрел бы примерно 1,4x10^6/1,41 м/ ^с . Если бы детектор был помещен на расстоянии 1 м, время пролета ионов составило бы 1/1,4x10^6 и 1,41/1,4x10^6 с. Таким образом, время прибытия иона можно использовать для определения самого типа иона, если известно время испарения.

Из приведенного выше уравнения можно сделать следующее преобразование:

${\displaystyle {\frac {m}{n}}=-{\frac {2eV_{1}}{U^{2}}}}$

при известном расстоянии полета иона F и известном времени полета t

${\displaystyle U={\frac {f}{t}}}$

и таким образом можно подставить эти значения, чтобы получить отношение массы к заряду для иона.

${\displaystyle {\frac {m}{n}}=-2eV_{1}\left({\frac {t}{f}}\right)^{2}}$

Таким образом, для иона, который проходит путь длиной 1 м за время 2000 нс, при начальном ускоряющем напряжении 5000 В (В в единицах Si равен кг.м^2.с^-3.А^-1) и учитывая, что одна а.е.м. равна 1×10−27 ^кг  , отношение массы к заряду (точнее, отношение массы к значению ионизации) становится ~3,86 а.е.м./заряд. Количество удаленных электронов и, таким образом, чистый положительный заряд иона не известны напрямую, но могут быть выведены из гистограммы (спектра) наблюдаемых ионов.

Увеличение

Увеличение в атоме происходит из-за проекции ионов радиально от маленького острого кончика. Впоследствии, в дальнем поле, ионы будут значительно увеличены. Этого увеличения достаточно для наблюдения изменений поля, вызванных отдельными атомами, что позволяет использовать режимы полевых ионов и полевого испарения для визуализации отдельных атомов.

Стандартная модель проекции для атомного зонда — это геометрия эмиттера, основанная на вращении конического сечения , такого как сфера, гиперболоид или параболоид . Для этих моделей наконечников решения для поля могут быть приближены или получены аналитически. Увеличение для сферического эмиттера обратно пропорционально радиусу наконечника, учитывая проекцию непосредственно на сферический экран, следующее уравнение может быть получено геометрически.

${\displaystyle M={\frac {r_{screen}}{r_{tip}}}.}$

Где r _screen — радиус экрана обнаружения от центра наконечника, а r _tip — радиус наконечника. Практические расстояния от наконечника до экрана могут варьироваться от нескольких сантиметров до нескольких метров, при этом для охвата того же поля зрения требуется увеличенная площадь детектора .

На практике возможное увеличение будет ограничено несколькими эффектами, такими как боковая вибрация атомов перед испарением.

Хотя увеличение как полевых ионных, так и атомно-зондовых микроскопов чрезвычайно велико, точное увеличение зависит от условий, характерных для исследуемого образца, поэтому в отличие от обычных электронных микроскопов , здесь часто нет прямого контроля над увеличением, и, кроме того, полученные изображения могут иметь сильно варьирующееся увеличение из-за колебаний формы электрического поля на поверхности.

Реконструкция

Вычислительное преобразование данных о последовательности ионов, полученных с чувствительного к положению детектора, в трехмерную визуализацию атомных типов называется «реконструкцией». Алгоритмы реконструкции обычно геометрически обоснованы и имеют несколько литературных формулировок. Большинство моделей реконструкции предполагают, что наконечник представляет собой сферический объект, и используют эмпирические поправки к стереографической проекции для преобразования положений детектора обратно в 2D-поверхность, встроенную в 3D-пространство, R ³ . Проходя эту поверхность через R ³ как функцию входных данных о последовательности ионов, например, посредством ионного упорядочения, генерируется объем, на котором положения 2D-детектора могут быть вычислены и размещены в трехмерном пространстве.

Обычно развертка принимает простую форму продвижения поверхности, так что поверхность расширяется симметрично относительно оси продвижения, при этом скорость продвижения задается объемом, приписываемым каждому обнаруженному и идентифицированному иону. Это приводит к тому, что окончательный реконструированный объем принимает округло-коническую форму, похожую на волан для бадминтона . Таким образом, обнаруженные события становятся данными облака точек с приписанными экспериментально измеренными значениями, такими как время пролета ионов или экспериментально выведенными величинами, например, временем пролета или данными детектора.

Эта форма обработки данных позволяет производить быструю компьютерную визуализацию и анализ, представляя данные в виде облака точек с дополнительной информацией, такой как масса каждого иона для заряда (вычисленная из приведенного выше уравнения скорости), напряжение или другая вспомогательная измеряемая величина или вычисления на ее основе.

Характеристики данных

Канонической особенностью данных атомного зонда является его высокое пространственное разрешение в направлении через материал, что приписывается упорядоченной последовательности испарения. Таким образом, эти данные могут отображать близкие атомно-четкие скрытые интерфейсы с соответствующей химической информацией.

Однако данные, полученные в результате процесса испарения, не лишены артефактов, которые формируют процесс физического испарения или ионизации. Ключевой особенностью изображений испарения или полевых ионов является то, что плотность данных крайне неоднородна из-за гофрирования поверхности образца в атомном масштабе. Это гофрирование приводит к возникновению сильных градиентов электрического поля в зоне около кончика (порядка атомного радиуса или меньше от кончика), что во время ионизации отклоняет ионы от нормали электрического поля.

Результирующее отклонение означает, что в этих областях высокой кривизны атомные террасы опровергаются сильной анизотропией в плотности обнаружения. Там, где это происходит из-за нескольких атомов на поверхности, обычно называют «полюсом», поскольку они совпадают с кристаллографическими осями образца ( FCC , BCC , HCP ) и т. д. Там, где края атомной террасы вызывают отклонение, образуется линия низкой плотности, которая называется «линией зоны».

Эти полюса и зонные линии, хотя и вызывают колебания плотности данных в реконструированных наборах данных, что может оказаться проблематичным при постанализе, имеют решающее значение для определения такой информации, как угловое увеличение, поскольку кристаллографические соотношения между признаками, как правило, хорошо известны.

При реконструкции данных, из-за испарения последовательных слоев материала из образца, латеральные и глубинные значения реконструкции являются сильно анизотропными. Определение точного разрешения прибора имеет ограниченное применение, поскольку разрешение прибора задается физическими свойствами анализируемого материала.

Системы

С момента появления метода было создано множество конструкций. Первоначальные полевые ионные микроскопы, предшественники современных атомных зондов, обычно представляли собой стеклянные выдувные устройства, разработанные отдельными исследовательскими лабораториями.

Компоновка системы

Как минимум, атомный зонд будет состоять из нескольких основных единиц оборудования.

• Требуется вакуумная система для поддержания низкого давления (~10−8–10−10 ^{Па )}  , обычно классическая 3-камерная конструкция сверхвысокого вакуума.
• Система для манипуляций с образцами внутри вакуума, включая системы просмотра образцов.
• Система охлаждения для уменьшения движения атомов, например, контур охлаждения гелием, обеспечивающая температуру образца до 15 К.
• Высоковольтная система для повышения постоянного напряжения образца до уровня, близкого к пороговому значению для испарения поля.
• Система высоковольтных импульсов, используемая для создания синхронизированных событий испарения поля.
• Противоэлектрод, который может быть в форме простого диска (как атомные зонды более раннего поколения) или в форме конуса. Импульс напряжения (отрицательный) обычно подается на противоэлектрод.
• Система обнаружения отдельных энергетических ионов, включающая информацию о положении XY и времени пролета.

При желании атомный зонд может также включать лазерно-оптические системы для нацеливания и пульсации лазерного луча, если используются методы лазерного испарения. Для некоторых исследований могут также использоваться системы реакции in-situ, нагреватели или плазменная обработка, а также введение чистого благородного газа для FIM.

Производительность

Объемы собираемых ионов ранее ограничивались несколькими тысячами или десятками тысяч ионных событий. Последующее развитие электроники и приборов увеличило скорость накопления данных, с наборами данных из сотен миллионов атомов (объемы наборов данных 10 ⁷  нм ³ ). Время сбора данных значительно варьируется в зависимости от экспериментальных условий и количества собранных ионов. Эксперименты занимают от нескольких минут до многих часов.

Приложения

Металлургия

Атомный зонд обычно использовался в химическом анализе систем сплавов на атомном уровне. Это возникло в результате того, что атомные зонды с импульсным напряжением предоставляли хорошую химическую и достаточную пространственную информацию в этих материалах. Образцы металлов из крупнозернистых сплавов могут быть простыми в изготовлении, особенно из образцов проволоки, с методами ручной электрополировки, дающими хорошие результаты.

Впоследствии атомный зонд использовался для анализа химического состава широкого спектра сплавов.

Такие данные имеют решающее значение для определения влияния компонентов сплава в объемном материале, идентификации особенностей твердофазных реакций, таких как выделения твердой фазы. Такая информация может не поддаваться анализу другими способами (например, ТЭМ ) из-за сложности создания трехмерного набора данных с составом.

Полупроводники

Полупроводниковые материалы часто поддаются анализу с помощью атомного зонда, однако подготовка образцов может быть более сложной, а интерпретация результатов может быть более сложной, особенно если полупроводник содержит фазы, которые испаряются при различной напряженности электрического поля.

Такие приложения, как ионная имплантация, могут использоваться для определения распределения легирующих примесей внутри полупроводникового материала, что становится все более важным для правильного проектирования современной электроники нанометрового масштаба.

Ограничения

• Материалы неявно контролируют достижимое пространственное разрешение.
• Геометрия образца во время анализа не контролируется, но контролирует поведение проекции, поэтому контроль над увеличением невелик. Это вызывает искажения в сгенерированном компьютером трехмерном наборе данных. Интересующие элементы могут испаряться физически иным образом, чем в объемном образце, изменяя геометрию проекции и увеличение реконструированного объема. Это приводит к сильным пространственным искажениям в конечном изображении.
• Выбор объема может быть ограничен. Методы подготовки, специфичные для конкретного участка, например, с использованием фокусированного ионного пучка , хотя и требуют больше времени, могут быть использованы для обхода таких ограничений.
• Перекрытие ионов в некоторых образцах (например, между кислородом и серой) привело к неоднозначным анализируемым видам. Это можно смягчить выбором температуры эксперимента или входной энергии лазера для влияния на число ионизации (+, ++, 3+ и т. д.) ионизированных групп. Анализ данных может быть использован в некоторых случаях для статистического восстановления перекрытий.
• Газы с низкой молекулярной массой ( водород и гелий ) могут быть трудноудаляемыми из аналитической камеры и могут адсорбироваться и выделяться из образца, даже если они не присутствуют в исходном образце. Это также может ограничить идентификацию водорода в некоторых образцах. По этой причине для преодоления ограничений использовались дейтерированные образцы. ^{[ необходима цитата ]}
• Результаты могут зависеть от параметров, используемых для преобразования 2D-обнаруженных данных в 3D. В более проблемных материалах правильная реконструкция может быть невозможна из-за ограниченных знаний об истинном увеличении; особенно если невозможно наблюдать зоны или полюсные области.

Ссылки

1. Мюллер, Эрвин В .; Паниц, Джон А.; Маклейн , С. Брукс (1968). «Атомно-зондовый полевой ионный микроскоп». Обзор научных приборов . 39 (1): 83–86. Bibcode : 1968RScI...39...83M. doi : 10.1063/1.1683116. ISSN  0034-6748.
2. Мюллер, EW (1970). «Атомно-зондовый полевой ионный микроскоп». Naturwissenschaften. 5 : 222–230. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
3. Миллер, М.; Смит, Г. (1989). Микроанализ с помощью атомного зонда: принципы и применение к проблемам материалов . Materials Research Society. ISBN 978-0-931837-99-9.
4. Miller, M. (2000). Атомно-зондовая томография: анализ на атомном уровне . Kluwer Academic/Plenum Publishers. ISBN 978-0-306-46415-7.
5. Valley, John W.; Reinhard, David A.; Cavosie, Aaron J.; Ushikubo, Takayuki; Lawrence, Daniel F.; Larson, David J.; Kelly, Thomas F.; Snoeyenbos, David R.; Strickland, Ariel (2015-07-01). «Нано- и микрогеохронология цирконов хадея и архея с помощью атомно-зондовой томографии и SIMS: новые инструменты для старых минералов» (PDF) . American Mineralogist . 100 (7): 1355–1377. Bibcode :2015AmMin.100.1355V. doi : 10.2138/am-2015-5134 . ISSN  0003-004X. S2CID  51933115. Архивировано (PDF) из оригинала 09.10.2022.
6. Гомер, Р. (1961). Автоэлектронная эмиссия и автоионизация . Издательство Гарвардского университета. ISBN 978-1-56396-124-3.
7. Tsong, T (1990). Микроскопия ионов с использованием атомного зонда: Полевая эмиссия ионов и поверхности и интерфейсы при атомном разрешении . Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-36379-2.
8. Мюллер, Эрвин В.; Бахадур, Канвар (1956). «Полевая ионизация газов на поверхности металла и разрешение полевого ионного микроскопа». Phys. Rev. 102 ( 1): 624–631. Bibcode :1956PhRv..102..624M. doi :10.1103/PhysRev.102.624.
9. Паниц, Джон А. (1973). «10-сантиметровый атомный зонд». Обзор научных приборов . 44 (8): 1034–1038. Bibcode : 1973RScI...44.1034P. doi : 10.1063/1.1686295.
10. Seidman, David N. (2007). «Трехмерная атомно-зондовая томография: достижения и применение». Annual Review of Materials Research . 37 : 127–158. Bibcode : 2007AnRMS..37..127S. doi : 10.1146/annurev.matsci.37.052506.084200.
11. Паниц, Джон А. (1974). «Кристаллографическое распределение десорбированных полем видов». Журнал вакуумной науки и технологии . 11 (1): 207–210. Bibcode : 1974JVST...11..206P. doi : 10.1116/1.1318570. ISSN  0022-5355.
12. Паниц, Джон А. «Полевой десорбционный спектрометр». Патент США 3,868,507 .
13. Waugh, AJ (1978). "Атомный зонд для визуализации с использованием одноканальной пластины с временным затвором". J. Phys. E: Sci. Instrum . 11 (1): 49–52. Bibcode : 1978JPhE...11...49W. doi : 10.1088/0022-3735/11/1/012.
14. Паниц, Джон А. (1978). «Визуализация атомно-зондовой масс-спектроскопии». Progress in Surface Science . 8 (6): 219–263. Bibcode : 1978PrSS....8..219P. doi : 10.1016/0079-6816(78)90002-3. ISSN  0079-6816.
15. Бантон, Дж.; Ленц, Д.; Олсон, Дж.; Томпсон, К.; Ульфиг, Р.; Ларсон, Д.; Келли, Т. (2006). «Разработки приборов в атомно-зондовой томографии: применение в исследованиях полупроводников». Микроскопия и микроанализ . 12 (2): 1730–1731. Bibcode : 2006MiMic..12.1730B. doi : 10.1017/S1431927606065809 . ISSN  1431-9276.
16. Келли, TF; Ларсон, DJ (2012). «Атомно-зондовая томография 2012». Annual Review of Materials Research . 42 : 1–31. Bibcode : 2012AnRMS..42....1K. doi : 10.1146/annurev-matsci-070511-155007.
17. Gordon, LM; Joester, D. (2011). «Наномасштабная химическая томография заглубленных органических и неорганических интерфейсов в зубе хитона». Nature . 469 (7329): 194–197. Bibcode :2011Natur.469..194G. doi :10.1038/nature09686. PMID  21228873. S2CID  4430261.
18. Гордон, Л. М.; Тран, Л.; Джоестер, Д. (2012). «Атомно-зондовая томография апатитов и минерализованных тканей костного типа». ACS Nano . 6 (12): 10667–10675. doi :10.1021/nn3049957. PMID  23176319.
19. Фонтейн, Александр Ла; Кэрни, Джули (июль 2017 г.). «Атомно-зондовая томография эмали зубов человека и точная идентификация магния и углерода в масс-спектре». Микроскопия и микроанализ . 23 (S1): 676–677. Bibcode : 2017MiMic..23S.676L. doi : 10.1017/S1431927617004044 . ISSN  1431-9276.
20. Ци, Цзяювэнь; Маркиз, Эммануэль А.; Виндль, Вольфганг (24 июля 2024 г.). «Ньютон против Гиббса: нужна ли нам полная динамика для моделирования полевого испарения в атомно-зондовой томографии?». Микроскопия и микроанализ . 30 (1) – через Oxford Academic.
21. "Полевая ионная микроскопия - обзор | Темы ScienceDirect". www.sciencedirect.com . Получено 13.10.2022 .
22. "Основы электродвижения: ионные и холловские двигатели" (PDF) . Лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института .

Дальнейшее чтение

• Майкл К. Миллер, Джордж Д. У. Смит, Альфред Сересо, Марк Г. Хетерингтон (1996) Монографии по атомно-зондовой полевой ионной микроскопии по физике и химии материалов, Оксфорд: Oxford University Press. ISBN 9780198513872 . 
• Майкл К. Миллер (2000) Атомно-зондовая томография: анализ на атомном уровне. Нью-Йорк: Kluwer Academic. ISBN 0306464152 
• Baptiste Gault, Michael P. Moody, Julie M. Cairney, Simon P. Ringer (2012) Атомно-зондовая микроскопия, Springer Series in Materials Science, том 160, Нью-Йорк: Springer. ISBN 978-1-4614-3436-8 
• Дэвид Дж. Ларсон, Тай Дж. Проса, Роберт М. Ульфиг, Брайан П. Гейзер, Томас Ф. Келли (2013) Локальная электродная атомно-зондовая томография — руководство пользователя, Springer Characterization & Evaluation of Materials, Нью-Йорк: Springer. ISBN 978-1-4614-8721-0 

Внешние ссылки

• Видео, демонстрирующее изображения с использованием полевых ионов и импульсного ионного испарения ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
• www.atomprobe.com - CAMECA предоставила сообществу ресурс с контактной информацией и интерактивным разделом часто задаваемых вопросов
• MyScope Atom Probe Tomography — онлайн-среда обучения для тех, кто хочет узнать больше об атомном зонде, предоставленная Microscopy Australia