仪器及技术简介

APT通过逐层蒸发针尖样品表面的原子或离子，并结合飞行时间质谱和空间位置重构，获得材料内部元素的三维分布信息。

该技术可实现亚纳米级空间分辨率和ppm级检测灵敏度，适用于先进金属材料、半导体材料、能源材料、核材料、纳米材料及复杂界面体系研究。

可开展的检测项目

1.原子级三维成分可视化

对材料内部元素分布进行三维重构，直观展示不同元素、相区、界面和局部富集区域的空间位置关系。

该项目适用于研究材料内部的纳米组织、微量元素分布及三维成分结构。

2.纳米级析出相与偏析定量

对纳米级析出相的尺寸、数量密度、成分及空间分布进行分析，尤其适合研究尺寸小于5nm、常规分析手段难以准确识别的早期析出相。

同时可对晶界、相界及其他界面处的元素偏析进行定量分析，研究单原子层级别的元素富集或贫化现象。

3.高质谱分辨率同位素分析

根据具体材料体系和测试条件，可开展特定元素的同位素丰度及同位素分布分析，为示踪实验、扩散研究及特殊材料研究提供支持。

同位素分析的可行性和分辨能力需根据目标元素、质量峰重叠情况及样品状态进行专项评估。

可重点解决的问题

• 实现材料内部元素的三维空间重构；
• 分析微量合金元素的分布和富集行为；
• 定量研究纳米析出相的尺寸、成分和数量密度；
• 分析晶界、相界及其他界面的元素偏析；
• 研究早期析出、相分解和元素团簇行为；
• 分析复杂材料中的同位素组成及空间分布；
• 为先进材料设计和微观机制研究提供原子尺度证据。

样品基本要求

• 最终测试样品需制备成尖锐针尖状，尖端半径或直径通常需达到约100nm量级；
• 针尖锥角宜小于5°，样品总高度一般为2—8mm；
• 建议每个检测区域准备2—3根备用针尖，易断裂样品应适当增加数量；
• 样品应具备适宜的导电性和机械稳定性；
• 导电金属样品可根据材料特点采用电解抛光方式制备；
• 薄膜、不导电样品、需定位分析的界面或微区样品，一般采用FIB进行定点制样；
• 采用FIB制样时，通常需要进行提取、焊接、环形切割和针尖成形；
• 具体制样方法和测试成功率需结合材料性质、目标区域及研究目的评估。

委托检测建议

提交需求时，建议提供材料名称、主要成分、热处理状态、目标元素、目标分析区域、预期析出相或偏析位置，以及需要解决的科研问题。

如需定点分析晶界、相界、析出相或薄膜界面，应提供相应的显微组织信息、目标区域图像或前期SEM、TEM、EBSD等分析结果，以便制定FIB定点制样方案。

关于测试成功率

APT测试对针尖制样质量、材料导电性、脆性、蒸发行为和测试参数较为敏感。部分材料可能存在针尖提前断裂、质量峰重叠或有效数据量不足等情况。

正式检测前需结合样品性质开展可行性评估，但可行性评估不等同于对最终有效数据量和测试成功率作绝对保证。