Atom Probe Tomography: Analysis at the Atomic Level

تکنیک ریز تحلیلی توموگرافی کاوشگر اتمی (APT) اجازه می‌دهد مختصات فضایی و هویت عنصری اتم‌های منفرد در یک حجم کوچک با وضوح اتمی نزدیک تعیین شود. بنابراین، توموگرافی پروب اتمی تکنیکی برای بدست آوردن تصاویر سه بعدی با وضوح اتمی از توزیع املاح در ریزساختار مواد ارائه می دهد. این مونوگراف به منظور ارائه اطلاعات لازم برای برنامه ریزی و انجام آزمایشی آزمایش توموگرافی پروب اتمی به محققان و دانشجویان طراحی شده است. تکنیک های مورد نیاز برای تجسم و تجزیه و تحلیل داده های سه بعدی حاصل نیز شرح داده شده است. مونوگراف در فصل هایی سازماندهی شده است که هر کدام جنبه خاصی از تکنیک را پوشش می دهد. توسعه این تکنیک ریز تحلیلی قدرتمند از مبدأ میکروسکوپ یونی میدان در سال 1951، از طریق اولین نمونه اولیه کاوشگر اتم سه بعدی ساخته شده در سال 1986 تا کاوشگر اتم سه بعدی تجاری امروزی در فصل 1 مستند شده است. مقدمه ای بر توموگرافی پروب اتمی نیز در فصل 1 ارائه شده است. روش های مختلف برای ساخت نمونه های سوزنی شکل مناسب در فصل 2 ارائه شده است. روش تشکیل تصاویر یون میدانی از نمونه سوزنی شکل در فصل 3 توضیح داده شده است. ظاهر ویژگی‌های ریزساختاری و اطلاعاتی که ممکن است از میکروسکوپ یون میدانی تخمین زده شود، خلاصه می‌شوند. شرح مختصری از مبانی نظری فرآیندهای یونیزاسیون میدانی و تبخیر میدانی نیز گنجانده شده است.

The microanalytical technique of atom probe tomography (APT) permits the spatial coordinates and elemental identities of the individual atoms within a small volume to be determined with near atomic resolution. Therefore, atom probe tomography provides a technique for acquiring atomic resolution three­ dimensional images of the solute distribution within the microstructures of materials. This monograph is designed to provide researchers and students the necessary information to plan and experimentally conduct an atom probe tomography experiment. The techniques required to visualize and to analyze the resulting three-dimensional data are also described. The monograph is organized into chapters each covering a specific aspect of the technique. The development of this powerful microanalytical technique from the origins offield ion microscopy in 1951, through the first three-dimensional atom probe prototype built in 1986 to today's commercial state-of-the-art three­ dimensional atom probe is documented in chapter 1. A general introduction to atom probe tomography is also presented in chapter 1. The various methods to fabricate suitable needle-shaped specimens are presented in chapter 2. The procedure to form field ion images of the needle-shaped specimen is described in chapter 3. In addition, the appearance of microstructural features and the information that may be estimated from field ion microscopy are summarized. A brief account of the theoretical basis for processes of field ionization and field evaporation is also included.