那都不是事儿之——三维原子探针(Atom Probe Tomography)

作为那都不是事儿系列的开篇制作,给大家说说传说中的三维原子探针是
怎么回事。

首先,我们可以简单的从名字上理解,三维地,关于原子的。可是探针是个神马???
下面听我慢慢给大家道来。

此处,三维是说空间上的(长,宽,高)。比如,你放鞋的盒子。然后里边放的不是你的鞋,而是一个个原子。
咋放进去一个个原子的呢?这里就关于探针了。我们看到探针,首先字面意思它是用来探测的。其实不然,这里探针更倾向是在形状上来描述这个事。因为我们要把分析的东西做成针的形状,针尖非常之细(也就大约头发粗细的万分之一),反正是肉眼看不出来的。

然后,要万分小心的把这根针放到分析室。因为它真的是细到弱不禁风,吹口气就能它送去找佛祖了。成功进入到分析室的最终也是要去见佛祖的。因为我们要把他们大卸八款(好像更残忍一些 ……)——分解成一个一个的,组成世间万物最小的成分——原子。

可是咋分解的呢??
别看原子很小,可是他们很团结,相互之间很紧凑,手拉手,肩并肩…… 耳边瞬时想起”团建就是力量……” 所以要把他们一个一个摘出来,还是要费一番力气的。 策略一,打入敌人内部,破坏他们的团结思想,在精神上拆散他们。 策略二,暴力解决,生拉硬拽,这方法比较直接,但也是消耗比较大。

现今流行的原子探针,综合两种策略把原子一个一个揪出来,然后通过电脑软件(复杂的计算,blabla)再把他们一个个拼起来。就跟玩乐高差不多,把插好的再拆了,然后再拼一个一样的。

下面我们来一起看看,重新拼出来的3D图:

图片源自:Larson D J, Prosa T J, Perea D E, et al. Atom probe tomography of nanoscale electronic materials[J]. MRS Bulletin, 2016, 41(01): 30-34.

上图就是我们电路中常用的晶体管。

老板,再来一张:

<p style="text-align: justify;">Atom probe tomographic characterization of pearlitic steel wires cold drawn to different drawing strains. 3D carbon atom maps in both longitudinal (parallel to the drawing direction) and transverse cross section views (perpendicular to the drawing direction). Blue arrows mark some of the subgrain boundaries decorated with carbon atoms.</p>

图片源自:马普所APT组 网站http://www.mpie.de/2890898/atom_probe_tomography

详细的原子探针原理讲解(视频演示)

标题图片源自:Kolli R P, Seidman D N. Co-Precipitated and Collocated Carbides and Cu-Rich Precipitates in a Fe–Cu Steel Characterized by Atom-Probe Tomography[J]. Microscopy and Microanalysis, 2014, 20(06): 1727-1739.

News Reporter
Dr. Lu

Leave a Reply

Skip to toolbar