DSC03007

5. Końcowe ścienianie w ścieniarce jonowej

Polerowanie (Ścienianie) jonowe polega na umieszczeniu ścienionej wstępnie próbki w urządzeniu, w którym próbka jest katodą bombardowana przez strumień dodatnich jonów. Ścieniarka jonowa wyposażona w komory jonizujące, w której powstają jony o dużej energii. Jony te zostają przyspieszone napięciem z zakresu 4-6 keV i są ogniskowane na próbce. Przy zderzeniu z powierzchnią próbki jony wybijają atomy. Schemat ścieniarki jonowej przedstawiono na rys 3. Teoria ścieniania jonowego jest złożona. Wielkością opisującą ilościowo zjawisko jest wydajność ścieniania, określona jako liczba atomów wybitych z próbki przez jeden jon. W śdeniarkach jako źródło jonów służy najczęściej argon, ponieważ jest to ciężki gaz obojętny i nie występuje jako składnik ścienianych próbek. Wydajność ścieniania zależy od: masy jonów, ich energii, ładunku oraz kąta padania. W nowoczesnych śdeniarkach można regulować kąt padania wiązki jonów w zakresie ±10°. Najczęśdej używa się kątów <5°, bo takie nachylenie zapobiega trawieniu próbki, czyli śdenianiu z różną prędkością poszczególnych składników strukturalnych.

Podczas ścieniania może nastąpić podgrzewanie próbki (do ok. 200°), co jest bardzo niebezpieczne, szczególnie w przypadkach próbek metalicznych, dlatego aparatura powinna umożliwić chłodzenie próbki. Ponadto dla równomiernego śdeniania próbek konieczne jest obracanie preparatu podczas polerowania.

Szybkość polerowania zależy od rodzaju materiału i wynosi 1+36pm Ih.

W czasie śdeniania jonowego w powierzchniowej warstwie próbek zachodzi implantacja jonami, a często także amorfizacja. Zmniejszenie ryzyka uszkodzeń radiacyjnych można uzyskać przez obniżenie energii wiązki.

Należy pamiętać o tym, że ścienianie jonowe jest śdśle związane ze zjawiskiem jonowego osadzania denkich warstw, niektórzy nawet używają przerobione śdeniarki jonowe do nanoszenia warstw. Oznacza to, że materiał, który został zebrany z jednej części próbki może być ponownie osadzony gdzieś w próbce.