相变分离过程的研究(APT)

Nanoscale characterization of phase change materials with Atom Probe Tomography
凭借独特的空间分辨率分析能力(亚纳米横向和深度分辨率),CAMECA原子探针能够对材料进行业界领先的原子尺度定量分析。

在本研究中,LEAP原子探针用于研究Ge15Sb85中的相分离过程,该材料广泛用于光学和电子数据存储设备。

完成了2次分析:一次针对沉积态样品(左图),第二次针对退火样品(右图)。

虽然在沉积态样品(左上图)的三维映射图像中锗和锑原子的分布是均匀的,但锗富集区域在退火样品的三维重建(右上图)中清晰可见。两个样品之间的数据比较揭示了在热处理过程中发生了纳米级相分离。

通过在垂直方向上提取1纳米厚的切片,并将纳米体积尺度的定量原子浓度以伪色标识上的,可以更清楚地看到相分离现象。注意相分离的尺寸只有几纳米。

原子探针断层分析术是唯一一种能够同时提供材料的化学非均质性的定量组成和原子尺度三维元素映射图像的分析技术。与扫描隧道显微镜(STM)一样,单个原子及其邻近原子均可成像,但三维原子探针可提供2大优势:
  • 元素分析——可以对每个探测到的原子进行化学鉴定
  • 深度分辨率——使原子的化学图像实现真正的三维效果 

由M. Salinga和M. Wuttig(德国亚琛工业大学物理系)提供