【CN109900929A】基于MATLAB的FIB制备三维原子探针样品过程的模拟方法【专利】
Matlab技术在无损检测中的应用案例
Matlab技术在无损检测中的应用案例无损检测是一种常用的工程技术手段，它通过利用各种物理方法来检测和评估材料或结构的内部缺陷、损伤和性能变化，而无需对其进行破坏性的测试。
近年来，随着计算机技术的飞速发展，Matlab软件在无损检测领域的应用也变得越来越广泛。
本文将通过介绍几个实际应用案例，来探讨Matlab技术在无损检测中的重要意义。
首先，我们来看一个经典的应用案例：超声波无损检测。
超声波无损检测是利用超声波的传播和反射来检测和评估材料或结构的内部缺陷。
通过Matlab软件，我们可以方便地对超声信号进行处理和分析，从而得到有关材料或结构内部缺陷的信息。
例如，我们可以使用Matlab绘制出超声波在材料中传播的声速图像，通过观察声速图像的变化，可以识别出材料中可能存在的缺陷位置和类型。
同时，我们还可以使用Matlab对超声信号进行滤波处理，提取出与材料内部缺陷相关的信号成分，进一步分析缺陷的尺寸、形状和深度等参数。
除了超声波无损检测，磁粉无损检测也是常见的一种技术手段。
磁粉无损检测是利用磁场的变化来检测和评估材料或结构的表面和近表面缺陷。
在Matlab软件中，我们可以通过建立磁场的数学模型，模拟和分析磁场在材料或结构中的分布和变化。
例如，我们可以使用Matlab绘制出材料表面的磁场图像，通过观察图像的变化，可以发现可能存在的表面裂纹和缺陷。
同时，我们还可以使用Matlab对磁场信号进行信号处理和谱分析，提取出与材料表面缺陷相关的信号特征，进一步分析缺陷的形状、大小和深度等参数。
除了传统的无损检测技术，近年来，激光无损检测也成为了研究的热点领域之一。
激光无损检测是利用激光束的反射、散射和吸收等现象来检测和评估材料或结构的内部和表面缺陷。
在Matlab软件中，我们可以通过建立激光的光学模型，模拟和分析激光与材料或结构的相互作用。
例如，我们可以使用Matlab绘制出激光在材料或结构中的传播轨迹，通过观察轨迹的变化，可以发现可能存在的内部或表面缺陷。
FIB操作
Helios NanoLab操作规章一样品要求样品类型：非磁性块体和粉末材料。
样品卫生：保证样品表面清洁，更换样品要戴橡胶手套。
样品尺寸及重量：长＊宽〈100＊100mm，高<20mm，重量〈500g。
形状不规则样品（样品表面起伏较大，大于3mm）、有机样品需要老师批准.不导电样品需要用导电胶固定或者其他方法提高成像效果。
磁性材料（特别是磁性粉末材料做)不能做。
二样品粘接1 根据样品制备的需求，确定粘接时样品台的高度.如果只放一个样品进去,只需要确定样品不超过4mm的标准线即可,如果同时放入若干样品，要求这些样品的高度基本一致，且不超过4mm标准线。
样品台高度选择根据此标准进行。
2二更换样品1. 确定电镜状态正常(电子枪高压、离子枪高压、气体注入系统收起并冷却、easylift探针收起）。
2. 给样品室放气(vent），小心打开舱门。
3. 将样品托放到样品台相应位置内，拧紧螺丝固定好样品托.(样品托没有固定好，在旋转、倾转样品台时样品会移动。
)。
4。
在关样品室舱门时，要观察用户界面CCD图像，以确定样品不会与电子枪、离子枪发生碰撞。
5。
抽上样品室真空（Pump），在抽真空的起始阶段应当用手轻轻压住样品室的舱门。
三如何移动样品台1 如何理解样品台的运动坐标系2 如何给样品台定位3移动样品的一般方法.1）双击2）拖动3）输入坐标4）划线确定方向5）操纵杆三FIB、GIS、Easylift操作前的状态调整待真空系统图标全部变为绿色后打开电子束与离子束的Beam on,启动电子束与离子束。
电子束一般状态为:2kv，0.34na；离子束状态一般为:30kv，40pa。
粗略调整样品高度（将高度调到eucentric position附近)1．在样品托最高处较小放大倍数和较大放大倍数下分别聚焦一次；2．做Link WD to Z。
(必做）；3．将样品台上升到距离电子枪4mm处（即工作距离为4mm），在较小和较大倍数下聚焦、并调整象散；4．再次Link （必做)。
【CN109900929A】基于MATLAB的FIB制备三维原子探针样品过程的模拟方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910205111.9(22)申请日 2019.03.18(71)申请人 南京理工大学地址 210094 江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人 靳慎豹 吴修婷 陈雪涵 刘畅 胡蓉 沙刚 (74)专利代理机构 南京理工大学专利中心32203代理人 邹伟红(51)Int.Cl.G01Q 30/20(2010.01)(54)发明名称基于MATLAB的FIB制备三维原子探针样品过程的模拟方法(57)摘要本发明属于FIB加工领域，尤其是涉及一种基于MATLAB的使用聚焦离子束进行三维原子探针样品加工过程的模拟方法。
包括，S1：位置标记；S2：第一侧面切削模拟：通过设置样品台旋转角度R 1、倾转角度T 1和切削深度H 1，进行第一侧面切削过程模拟；S3：第二侧面切削模拟：同上进行第二侧面切削过程模拟；S4：样品提取模拟：通过设置样品台的旋转角度R 3和倾转角度T3，进行样品提取过程模拟；S5：样品转移模拟；S6：落样模拟；S7：环切模拟。
本申请通过MATLAB程序对被检测材料中的目标微观组织结构的空间位置进行标记，并模拟FIB加工过程中样品台的旋转、倾转、平移等动作，实现对FIB加工APT样品的过程模拟和FIB加工参数优化设计，提高FIB加工的目的性及成功率。
权利要求书2页 说明书4页 附图2页CN 109900929 A 2019.06.18C N 109900929A1.一种基于MATLAB的FIB制备三维原子探针样品过程的模拟方法，包括，S1：位置标记：对被检测材料中的目标微观组织结构的空间位置进行标记；S2：第一侧面切削模拟：通过设置样品台旋转角度R1、倾转角度T1和切削深度H1，进行第一侧面切削过程模拟；S3：第二侧面切削模拟：通过设置样品台的旋转角度R2、倾转角度T2、平移距离L和切削深度H2，进行第二侧面切削过程模拟；S4：样品提取模拟：通过设置样品台的旋转角度R3和倾转角度T3，进行样品提取过程模拟；S5：样品转移模拟：将样品转移至外置单轴旋转设备上，通过设置单轴旋转设备的旋转角度ω，进行样品转移调整过程模拟；S6：落样模拟：通过设置针尖底座平台的倾转角度T4，进行落样过程模拟；S7：环切模拟：通过设置预期针尖样品的锥度θ和切削深度H2，进行样品环切过程模拟。
基于MATLAB的FIB制备三维原子探针样品过程的模拟方法[发明专利]
![基于MATLAB的FIB制备三维原子探针样品过程的模拟方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/76ae8b009b89680202d8251a.png)
专利名称：基于MATLAB的FIB制备三维原子探针样品过程的模拟方法
专利类型：发明专利
发明人：靳慎豹,吴修婷,陈雪涵,刘畅,胡蓉,沙刚
申请号：CN201910205111.9
申请日：20190318
公开号：CN109900929A
公开日：
20190618
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于FIB加工领域，尤其是涉及一种基于MATLAB的使用聚焦离子束进行三维原子探针样品加工过程的模拟方法。
包括，S1：位置标记；S2：第一侧面切削模拟：通过设置样品台旋转角度R、倾转角度T和切削深度H，进行第一侧面切削过程模拟；S3：第二侧面切削模拟：同上进行第二侧面切削过程模拟；S4：样品提取模拟：通过设置样品台的旋转角度R和倾转角度T3，进行样品提取过程模拟；S5：样品转移模拟；S6：落样模拟；S7：环切模拟。
本申请通过MATLAB程序对被检测材料中的目标微观组织结构的空间位置进行标记，并模拟FIB加工过程中样品台的旋转、倾转、平移等动作，实现对FIB加工APT样品的过程模拟和FIB加工参数优化设计，提高FIB加工的目的性及成功率。
申请人：南京理工大学
地址：210094 江苏省南京市孝陵卫200号
国籍：CN
代理机构：南京理工大学专利中心
代理人：邹伟红
更多信息请下载全文后查看。
一种三维原子探针样品的制备方法[发明专利]
![一种三维原子探针样品的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/ab0f010b366baf1ffc4ffe4733687e21af45ffa6.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610178134.1(22)申请日 2016.03.25(71)申请人 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司地址 215625 江苏省苏州市张家港市锦丰镇永新路沙钢钢铁研究院(72)发明人 金传伟 张珂 吴园园 洪慧敏 (51)Int.Cl.G01N 1/28(2006.01)(54)发明名称一种三维原子探针样品的制备方法(57)摘要本发明涉及一种三维原子探针样品的制备方法，所述方法包括以下工艺步骤：(1)将感兴区域喷Pt，用聚焦离子束配合机械手提取感兴区域；(2)三维原子探针支架修整成为要求形状；(3)将提取出来的感兴区域样品用Pt焊接到修整后的针尖上；(4)用聚焦离子束加工感兴区域至三维原子探针要求的尺寸。
本发明方法可以快速、精确、直观地制备出感兴区域的三维原子探针样品，克服了传统电解抛光制备方法无法定位感兴区域的缺点，同时解决了用聚焦离子束制备三维原子探针样品在做测试时容易折断的问题，且本发明利用探针作支架，成本低，操作方便。
权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 105865862 A 2016.08.17C N 105865862A1.一种三维原子探针样品的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：(1)将感兴区域喷Pt，喷Pt厚度为2.5μm-4μm；用聚焦离子束配合机械手提取感兴区域，切割样品下边缘时样品台倾转角为0度；(2)将三维原子探针支架修整成为要求形状；(3)将提取出来的感兴区域样品用Pt焊接到修整后的针尖上，焊接Pt时要确保样品下边缘与探针针尖上边缘距离控制在50nm-150nm之间，焊接时设置喷Pt区域的上边缘与探针针尖上边缘重合或低于上边缘；(4)用聚焦离子束加工感兴区域至三维原子探针测试要求的尺寸，精修针尖时所设内外圆直径相差不超过100nm。
2.根据权利要求1所述的三维原子探针样品的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)修整探针时，倾转样品台，使探针针尖表面法线方向与离子束方向夹角为38度，且确保修出来的面要保持平整。
三维原子探针制样流程
三维原子探针制样流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!三维原子探针制样流程一、准备工作阶段。
在开展三维原子探针制样之前，需要精心筹备一系列相关工作。
FIB原位制备TEM样品
原位TEM 样品制备流程将样品和Cu Grid仪器装在样品台上，调节样品感兴趣区域的高度至Eucentric Height。
以下加工如果不是特别注明，FIB的电压默认为30kV沉积Pt保护层1.将Pt GIS预热以后伸入。
如果感兴趣的区域在距离样品上表面100nm深度以内，为减小FIB对样品的损伤，可以先用电子束沉积一薄层Pt。
为增大沉积速度可以使用尽量小的SEM电压和尽量大的束流。
沉积大约2分钟之后手动停止patterning。
如果感兴趣区域更深，则可以直接用FIB沉积，速度更快。
* 或者可以用F7Pt GIS的气阀来实现沉积。
2.用FIB在将要制作TEM的部位沉积厚度~1um的Pt保护层。
控制FIB的束流在2-6pA/um2或者沉积束流能够在~2min的时间内完成沉积1um厚度的目标。
*一般沉积束流粗切将感兴趣的区域与大块样品中分离，并预加工成1.5-2um厚的薄片1.选用较大的FIB束流用两个regular cross section的pattern 依次将需要加工的TEM薄片的两侧掏空。
Pattern的方向终止于Pt保护层的边缘，并保持0.5~1um的距离。
Pattern的深度z比感兴趣的样品深度多出~2um，y方向设为z值的2-2.5倍。
2.用较小的FIB束流和Cleaning cross section的Pattern 将预加工的TEM薄片加工至1.5-2um的厚度，pattern的z值设为感兴趣深度的1/2~1/3。
为了将底部减薄，样品台要辅助倾斜±1.5o。
加工完成后在SEM窗口可以观察到FIB加工形成的光滑截面。
“U”形切断(FIB scan rotation 180o)样品台倾斜7°，用FIB将薄片样品的底部和侧面切断，以便于后面用omniprobe原位提取。
该部分操作FIB 有180o scan rotation样品台倾斜7°，FIB scan rotation 180°，使TEM切片的FIB图像与SEM图像上下一致，左右对称。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910205111.9
(22)申请日 2019.03.18
(71)申请人 南京理工大学
地址 210094 江苏省南京市孝陵卫200号
(72)发明人 靳慎豹 吴修婷 陈雪涵 刘畅
胡蓉 沙刚
(74)专利代理机构 南京理工大学专利中心
32203
代理人 邹伟红
(51)Int.Cl.
G01Q 30/20(2010.01)
(54)发明名称
基于MATLAB的FIB制备三维原子探针样品过
程的模拟方法
(57)摘要
本发明属于FIB加工领域，尤其是涉及一种
基于MATLAB的使用聚焦离子束进行三维原子探
针样品加工过程的模拟方法。
包括，S1：位置标
记；S2：第一侧面切削模拟：通过设置样品台旋转
角度R 1、倾转角度T 1和切削深度H 1，进行第一侧面
切削过程模拟；S3：第二侧面切削模拟：同上进行
第二侧面切削过程模拟；S4：样品提取模拟：通过
设置样品台的旋转角度R 3和倾转角度T3，进行样
品提取过程模拟；S5：样品转移模拟；S6：落样模
拟；S7：环切模拟。
本申请通过MATLAB程序对被检
测材料中的目标微观组织结构的空间位置进行
标记，并模拟FIB加工过程中样品台的旋转、倾
转、平移等动作，实现对FIB加工APT样品的过程
模拟和FIB加工参数优化设计，提高FIB加工的目
的性及成功率。
权利要求书2页 说明书4页 附图2页CN 109900929 A 2019.06.18
C N 109900929
A
权 利 要 求 书1/2页CN 109900929 A
1.一种基于MATLAB的FIB制备三维原子探针样品过程的模拟方法，包括，
S1：位置标记：对被检测材料中的目标微观组织结构的空间位置进行标记；
S2：第一侧面切削模拟：通过设置样品台旋转角度R1、倾转角度T1和切削深度H1，进行第一侧面切削过程模拟；
S3：第二侧面切削模拟：通过设置样品台的旋转角度R2、倾转角度T2、平移距离L和切削深度H2，进行第二侧面切削过程模拟；
S4：样品提取模拟：通过设置样品台的旋转角度R3和倾转角度T3，进行样品提取过程模拟；
S5：样品转移模拟：将样品转移至外置单轴旋转设备上，通过设置单轴旋转设备的旋转角度ω，进行样品转移调整过程模拟；
S6：落样模拟：通过设置针尖底座平台的倾转角度T4，进行落样过程模拟；
S7：环切模拟：通过设置预期针尖样品的锥度θ和切削深度H2，进行样品环切过程模拟。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标微观组织结构的空间位置包括目标显微组织结构距样品表面距离(2)、目标显微组织结构取向角度(3)、目标显微组织结构在端面上的线迹(4)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，旋转角度R1为0-360度，倾转角度T1为0-70度，切削深度H1为0-50微米，通过设定样品台旋转角度R1、倾转角度T1和切削深度H1，与样品表面成一定角度的第一侧面将被切削。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，旋转角度R2为0或180度，倾转角度T2为0-70度，平移距离L为0-80微米，切削深度H2为0-50微米；通过设置旋转角度R2、倾转角度T2，平移距离L和切削深度H2，与样品表面成角度的第二侧面将被切削，且第二侧面与第一侧面相互联通。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，旋转角度R3为0或180度，倾转角度T3为0-70度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S4还包括提取的判断过程，判断过程具体为：通过计算第一、第二侧切削面与水平面的角度η1和η2，若二者均小于设定值，提示可以进行样品提取；若η1和η2任何一个角度大于90度，则提示无法提取，需重新设置旋转角度R3或倾转角度T3角度值；改动旋转角度R3和倾转角度T3，η1和η2角度会即时重新计算，样品提取效果也会通过图形即时显示；样品提取过程中，默认与两个切削侧面垂直的两个端面同时切断，提取的样品呈楔形条状。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：询问是否需要沿条状样品的轴向进行超出70度的大角度旋转，若需要将样品转移至单轴旋转设备上，单轴旋转角度ω为0-360度；若选择不需要进行超出70度的大角度旋转，则ω为默认值，即0度。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S6落样具体为：楔形条状样品进行提取和角度调节后，将其落至预先设定的针尖底座平台上，底座平台为针尖形状，尖端为直径1～2微米的平面；针尖底座平台放置于FIB/SEM的样品台上，通过设置针尖底座平台的倾转角度T4，进行楔形条状样品的落样过程模拟；倾转角度T4为0-70度。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，落样过程中考虑Pt焊接的可靠性，通过计算此时切削面与水平面的角度η3和η4，若两者均在30-60度之间，提示焊接可靠，可以落样；
2。