Tomografie s atomární sondou (APT)

Tomografie s atomární sondou (APT) je pokročilá technika používaná k získání 3D informací o složení na atomové úrovni v širokém spektru pevných látek, zahrnujícím kovy, polovodiče i izolanty. Přístroj APT „odpařuje” jednotlivé atomy z jehlovitého vzorku pomocí elektrického pole nebo laserového pulsu. Tyto atomy jsou poté detekovány a identifikovány podle doby letu, což umožňuje detailní 3D rekonstrukci materiálu na atomové úrovni.

Analyzační proces při použití tomografie s atomární sondou začíná vyrobením vzorku jehlovitého tvaru, obvykle na průměr hrotu asi 100 nm, přičemž se pro přesnou přípravu se používá systém skenovacího elektronového mikroskopu s fokusovaným iontovým svazkem (FIB-SEM). Poté se na hrot přivede vysoké elektrické pole nebo laserový puls, což způsobí, že se jednotlivé atomy postupně odpařují z vrcholu hrotu. Jakmile se každý atom odpaří, je směrován k detektoru, kde se zaznamenává doba jeho příletu, což umožňuje identifikaci typu atomu na základě jeho poměru hmotnosti k náboji. Opakováním tohoto procesu pro miliony atomů vytváří APT podrobnou 3D atomovou mapu vzorku, odhalující jeho složení a strukturu na téměř atomové úrovni.

Použití vakuového kryogenního přenosového modulu (VCTM) pro přenos vzorku mezi systémem tomografie s atomární sondou a skenovacím elektronovým mikroskopem s fokusovaným iontovým svazkem (FIB-SEM) přináší významné výhody, zejména při práci s citlivými nebo reaktivními vzorky. Při použití VCTM je vzorek přenášen ve vakuu a při kryogenních teplotách, což pomáhá zabránit kontaminaci, oxidaci nebo strukturálním změnám, ke kterým by mohlo dojít při pokojové teplotě nebo v běžných podmínkách.