概述：

三維原子探針顯微（3DAP），也稱(chēng)為原子探針斷層分析（APT），是一種具有原子級(jí)空間分辨率的測(cè)量和分析方法。基于“場(chǎng)蒸發(fā)”原理，三維原子探針通過(guò)在樣品上施加一個(gè)強(qiáng)電壓脈沖或者激光脈沖，將其表面原子逐一變成離子而移走并收集。3DAP的特性就是從小的尺度來(lái)逐點(diǎn)材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不論簡(jiǎn)單亦或復(fù)雜。可以輕松獲得納米尺度結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)—化學(xué)成分和三維形貌，因而專(zhuān)門(mén)應(yīng)對(duì)材料研發(fā)中令人棘手的小尺度結(jié)構(gòu)的測(cè)量與分析問(wèn)題。

發(fā)展及應(yīng)用：

三維原子探針（3DAP）可以直接觀察到溶質(zhì)原子偏聚在位錯(cuò)附近形成的柯氏氣團(tuán)（Cottrell 氣團(tuán)）；

可以分析各種元素在各種內(nèi)界面（晶界、相界、多層膜結(jié)構(gòu)中的層間界面等）的原子的偏聚行為；

研究沉淀相的析出過(guò)程、非晶晶化時(shí)原子擴(kuò)散和晶體成核的過(guò)程；

分析各種合金元素在納米晶材料不同相及界面上的分布等。

    以前，由于對(duì)樣品有導(dǎo)電性的要求以及制作針尖形狀樣品有難度等一些問(wèn)題，原子探針的應(yīng)用曾經(jīng)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)局限于金屬材料，做純科學(xué)的探索。進(jìn)入2000年以來(lái)，儀器本身在一些關(guān)鍵技上的性進(jìn)展，加上匯聚離子束制樣技的成熟，大大拓展了原子探針的應(yīng)用范圍，可研究的對(duì)象涵蓋金屬、半導(dǎo)體、存儲(chǔ)介質(zhì)，到材料（納米線(xiàn)、量子阱）等廣泛的材料類(lèi)型；應(yīng)用上從純學(xué)研究到汽車(chē)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、核設(shè)施、半導(dǎo)體芯片、LED、光伏材料等等應(yīng)用科學(xué)甚至直接的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控。從無(wú)機(jī)材料到材料—《Nature》曾報(bào)道了利用這一技對(duì)動(dòng)物頭蓋骨的研究。時(shí)至今日，3DAP技因其的分析視角正在為越來(lái)越多的材料研發(fā)人員所認(rèn)識(shí)，已經(jīng)逐漸加入TEM、SIMS等工具的行列，成為材料分析的主流分析技之一。

CAMECA三維原子探針LEAP系列
LEAP HR
    LEAP系列原子探針設(shè)備分 LEAP HR 與 LEAP Si 兩種類(lèi)型。LEAP HR 適用于研究材料和金屬材料。

其主要特性:
    局部電 和微尖陣列
    局部電（Local ElectrodeTM）是原子探針的關(guān)鍵部件。LEAP—局部電原子探針（Local ElectrodeTM Atom Probe）即取名于此。局部電的應(yīng)用了原子探針的易用性和數(shù)據(jù)質(zhì)量，也因?yàn)榫植侩姡犹结樋梢岳梦⒓怅嚵校?/span>MicrotipTM arrays）裝載多個(gè)樣品，大大原子探針的實(shí)驗(yàn)效率。

    反射鏡 — 高質(zhì)量分辨率 和大視場(chǎng)
    新一代 LEAP 4000X HR 配備了新型能量補(bǔ)償反射鏡（Reflectron），在優(yōu)化質(zhì)量分辨率的同時(shí)獲得了大視場(chǎng)（可達(dá)250nm）。對(duì)于工作在電壓脈沖模式下的那些應(yīng)用（例如，傳統(tǒng)的金屬材料），將獲得出色的質(zhì)量分辨率。

    小束斑UV激光
    在激光模式下工作時(shí)，LEAP 4000X HR使用了聚焦到很小束斑的UV波長(zhǎng)激光。小束斑了優(yōu)異的質(zhì)量分辨，UV波長(zhǎng)了對(duì)包括許多緣體在內(nèi)的眾多材料都可以給出更好的結(jié)果。