聚焦离子束(Focused Ion beam, FIB)的系统是利用电透镜将离子束聚焦成非常小尺寸的显微切割仪器。目前商用系统的离子束为液相金属离子源,金属材质为镓(Ga),因为镓元素具有低熔点、低蒸气压及良好的抗氧化力;典型的离子束显微镜包括液相金属离子源、电透镜、扫描电极、二次粒子侦测器、5 - 6轴向移动的试片基座、真空系统、抗振动和磁场的装置、电子控制面板和计算机等硬设备,外加电场(Suppressor)于液相金属离子源可使液态镓形成细小尖端,再加上负电场(Extractor) 牵引尖端的镓,并将镓离子束推导出来,用电透镜对焦,通过一系列改变孔径即可确定离子束尺寸,然后二次对焦到试片的表面上,通过物理碰撞实现切割。扫描电子显微镜和FIB整合成一个系统可以充分发挥其优势,在加工过程中可以使用电子束对样品的加工进度进行实时监测可以较好地控制加工精度。
透射电镜和扫描透射电镜样品都需要制备非常薄的样品,这样电子才能穿透样品,形成电子衍射图像。常规TEM样品制备方法主要以机械切片研磨为主,采用此法仅能对大范围样品进行解析。使用聚焦离子束,则可观察到试样的某个局部切片。如同切割横截面一样,TEM样品的制备也是从正面和背面用聚焦离子束进行处理,最终中间留一薄区做TEM观测样品。
下图所示为TEM制样的工艺过程。