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Concept
Sonde ionique focalisée
Résumé
La sonde ionique focalisée, plus connue sous le nom du sigle anglais FIB (Focused ion beam), est un instrument scientifique qui ressemble au microscope électronique à balayage (MEB). Mais là où le MEB utilise un faisceau d'électrons focalisés pour faire l'image d'un échantillon, la "FIB" utilise un faisceau d'ions focalisés, généralement du gallium. Il est en effet facile de construire une source à métal liquide (LMIS, de l'anglais liquid metal ion source). Contrairement aux MEB, les FIB sont destructives. Par conséquent, leur domaine d'application est plus la microfabrication que la microscopie. Les principaux domaines d'application sont la science des matériaux et en particulier le domaine des semiconducteurs et des circuits intégrés.
Dans une source à métal liquide, le gallium est placé en contact avec une pointe de tungstène et chauffé. Le gallium mouille le tungstène et un champ électrique intense, supérieur à 108 volts par centimètre, provoque une ionisation et une émission par effet de champ des atomes de gallium.
Les ions extraits de la source sont accélérés à une énergie comprise entre 1 et 50 keV (kilo électron-volts), et sont ensuite focalisés par des lentilles électrostatiques. Une FIB moderne, du début du , produit facilement sur un échantillon des dizaines de nanoampères (typiquement 50 nA) dans une sonde de quelques nanomètres (typiquement 7 nm).
thumb|200px|right|Une sonde FIB
Contrairement aux microscopes électroniques à balayage, les FIB sont destructives. Quand des ions gallium de haute énergie sont projetés sur un échantillon, ils pulvérisent les atomes de la surface de l'échantillon. En même temps, les atomes de gallium sont implantés dans les premiers nanomètres de la surface de l'échantillon qui est ainsi amorphisé.
Dans les instruments FIB dédiés à la microfabrication, il existe toujours une possibilité de visualiser l'échantillon usiné par microscopie à balayage, avec une détection d'électrons secondaires, comme dans la microscopie électronique à balayage.
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