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Ihre wichtigsten Fragen werden beantwortet: Breites Ionenstrahlfräsen mit Hitachis IM4000II & ArBlade 5000

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In der Rasterelektronenmikroskopie (SEM) beginnen hervorragende Ergebnisse mit einer hervorragenden Probenvorbereitung.

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Bei empfindlichen Strukturen, Verbundwerkstoffen aus gemischten Materialien oder komplexen Multilayern können herkömmliche Methoden wie das mechanische Polieren versagen und Artefakte, Oberflächenschäden oder thermische Spannungen verursachen.

Aus diesem Grund wenden sich immer mehr Labore dem Fräsen mit breitem Ionenstrahl (BIB) zu, wobei Systeme wie das Hitachi IM4000II und ArBlade 5000 zum Einsatz kommen. Diese Werkzeuge ermöglichen ein schnelles, präzises und spannungsfreies Querschnitts- und Flachfräsen bei einer Vielzahl von Materialien.

Während eines kürzlich durchgeführten Webinars stellten die Teilnehmer hervorragende Fragen zum BIB-Fräsen und zu den Möglichkeiten der Hitachi-Systeme. Wir haben die Antworten hier zusammengestellt, um Ihnen die Entscheidung zu erleichtern, ob Ionenfräsen die richtige Lösung für Ihr Labor ist.

1. Muss die Probe beim Flachfräsen auf die Oberseite des Halters ausgerichtet werden?

Im Idealfall, ja. Die beste Fräsleistung wird erzielt, wenn die Probenoberfläche mit der Oberseite des Probenhalters ausgerichtet ist, so dass der Strahl auf den vorgesehenen Koinzidenzpunkt trifft. Leichte Abweichungen sind akzeptabel, aber ein zu großer Versatz kann die Genauigkeit beeinträchtigen.

2. Was sind die Vorteile des BIB-Fräsens gegenüber dem mechanischen Polieren?

Das breite Ionenstrahlfräsen ist berührungslos und vermeidet Kratzer, Verschmierungen und Verformungen. Es ist besonders wertvoll für Proben mit hart-weichen Grenzflächen, Mehrfachschichten oder empfindlichen Strukturen. Sie erhalten glatte, ebene Querschnitte, die für REM-, EDS- oder EBSD-Analysen geeignet sind.

3. Können diese Systeme mit empfindlichen oder dünnen Proben umgehen?

Auf jeden Fall. Sowohl das IM4000II als auch das ArBlade 5000 ermöglichen vorsichtiges Fräsen mit niedriger Energie, mit Funktionen wie intermittierendem Strahlpulsieren und Kryokühlung, wodurch sie sich für Polymere, weiche Verbundwerkstoffe und dünne Filme eignen.

4. Was sind typische Einstellungen für intermittierendes Fräsen?

Eine gängige Einstellung ist 10 Sekunden an, 10 Sekunden aus. Die genaue Impulsdauer kann je nach Art der Probe und ihrer Empfindlichkeit gegenüber Hitze angepasst werden.

5. Wie werden die Proben für das Querschnittsfräsen am besten befestigt, um Artefakte zu minimieren?

Ganz einfach: Stellen Sie sicher, dass die Probe flach und mit einer Überlappung von etwa 100 µm unter der Maske angebracht wird. Ein guter Kontakt zwischen der Maske und der Probe ist der Schlüssel zum Erreichen eines sauberen, gleichmäßigen Querschnitts.

6. Wie hilft die Kryokühlung bei wärmeempfindlichen Materialien?

Die Kryokühlung reduziert die Temperatur der Probe während des Fräsens und verhindert so thermische Schäden an empfindlichen Materialien. Sie ist besonders effektiv, wenn sie mit niedriger Beschleunigungsspannung oder gepulstem Strahlbetrieb kombiniert wird.

7. Besteht beim Fräsen die Gefahr einer erneuten Ablagerung?

Das ist selten, aber wenn ein Spalt zwischen der Probe und der Maske besteht, kann sich gefrästes Material auf der Oberfläche wieder ablagern. Durch einen vollständigen Kontakt und eine ordnungsgemäße Befestigung wird dieses Risiko ausgeschaltet.

8. Was ist der Unterschied zwischen Standard- und Großflächenhaltern beim ArBlade 5000?

Der Standardhalter unterstützt Querschnitte bis zu einer Breite von ~1 cm. Der großflächige Halter erweitert diese Kapazität auf bis zu 4 cm und bietet die Möglichkeit, mehrere Proben gleichzeitig zu fräsen - ideal für groß angelegte oder vergleichende Analysen.

9. Muss ich meine Probe vor der Verwendung der Ionenmühle polieren?

Nicht immer. Einige Proben können direkt in das Ionenfräsgerät eingesetzt werden. Bei anderen kann eine leichte mechanische Politur erforderlich sein, um die Ebenheit sicherzustellen. Mit dem Ionenfräser können dann die restlichen Schäden entfernt und die endgültige Oberfläche vorbereitet werden.

10. Wie verbessert das Ionenfräsen die EBSD-Präparation?

EBSD benötigt eine perfekt ebene, verformungsfreie Oberfläche. Ionenfräsen liefert genau das, ohne die mechanische Belastung oder Korngrenzenverzerrung, die bei mechanisch polierten Proben häufig auftreten.

11. Kann ich mit diesen Systemen Querschnitte von Arzneimittelgranulaten erstellen?

Ja. Wenn sie in ein stabiles Trägermedium (wie Kohlenstoffpaste) eingebettet sind, können das IM4000II und das ArBlade 5000 zum Fräsen von pharmazeutischen Proben wie Arzneimittelgranulat verwendet werden, was eine klare Visualisierung der inneren Struktur ermöglicht.

Schlussfolgerung

Verbessern Sie Ihre SEM-Ergebnisse mit Hitachi Ionenfrässystemen.

Ganz gleich, ob Sie in der Materialwissenschaft, der Nanotechnologie oder der Biowissenschaft arbeiten, das breite Ionenstrahlfräsen bietet Ihnen die Präzision und Flexibilität, die herkömmliche Präparationsmethoden nicht bieten können. Mit dem Hitachi IM4000II und dem ArBlade 5000 erzielen Sie schnellere, sauberere und konsistentere Ergebnisse - ganz gleich, wie komplex Ihre Proben sind.

Möchten Sie mehr erfahren?

Buchen Sie eine Live- oder virtuelle Demo, um zu sehen, wie Ionenfräsen Ihre Bildgebung verbessern kann: https://hte.hitachi-hightech.com/en/contact-us

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Erfahren Sie mehr über das Hitachi IM4000II oder ArBlade 5000: https://hte.hitachi-hightech.com/im4000ii-arblade-5000