说明：本文华算科技主要介绍 FIB 的离子束形成、离子与固体相互作用、双束定点加工、TEM 薄片制备及制样损伤对显微分析的影响。
聚焦离子束（Focused Ion Beam，FIB）将带电离子加速，经离子光学系统聚焦和偏转，在选定区域逐点扫描。常用 Ga 液态金属离子源让液态金属润湿针尖，尖端强电场使离子发射；提取出的 Ga+ 经电场加速，再由透镜和光阑控制束斑与束流。Xe 等离子体源则从气体等离子体中提取离子，适合较大体积的材料去除。
离子进入固体后，通过与原子核碰撞及电子激发损失能量。反冲原子继续碰撞邻近原子，形成碰撞级联；靠近表面的部分原子获得足够能量后逸出，产生溅射去除。FIB 铣削由大量离子的累积轰击完成，离子植入、点缺陷和非晶化也可能伴随加工发生。离子束激发的二次电子还可用于成像，观察本身同样会累积离子剂量。
双束 FIB-SEM 把离子柱和电子柱布置在同一腔室，调节样品高度与倾转，使两束在目标处交汇。SEM 负责观察与定位，FIB 负责局部加工，两束具有不同的观察方向。电子束图像适合追踪沟槽、保护层和薄片形状，但束敏感材料在电子束观察时也可能改变。离子源、加速电压和束流共同影响加工尺寸，束流增大通常伴随束斑展宽。
从离子束方向观察沟槽与从 SEM 方向观察截面，会得到不同投影。裸露截面与 TEM 薄片的几何要求不同：前者供电子束扫描其表面，后者需要让 TEM 电子束穿过。截面已经平整，仍可能保留很厚的实体；制成薄片还涉及背面材料去除、支撑和转移。
每个入射离子平均去除的原子数称为溅射产额，随离子种类、能量、入射倾角和靶材改变。束流主要控制单位时间入射的离子数；扫描面积与驻留时间则改变局部剂量。低束流与低加速电压作用不同：前者减少单位时间的轰击，后者改变单个离子的动能和射程。相同电压下仅降低束流，表面仍会承受相近能量的离子碰撞。
晶界、涂层界面、器件失效位置或埋藏颗粒都有具体空间位置。FIB 可以围绕预先选定的目标区域去除两侧材料，保留包含目标的薄墙。截面制样保留沿深度方向的层序，平面制样保留接近平行表面的结构；切面方向决定后续能否观察界面、位错或特定晶带轴。
目标上方常沉积 Pt 或 C 保护层，以减少原始表面在后续铣削中的直接损伤，并改善顶部起伏。气体注入系统将前驱体送到局部，束流使吸附分子分解形成沉积物。含 Pt 沉积层可能含有碳和离子残留，成分分析时需辨认保护层信号。敏感表面可采用电子束预沉积，再增加较厚保护层。
两侧沟槽给离子束加工和溅射物排出留下空间，底切使样块与块体逐渐分离。微操纵针固定样块后切断剩余连接，将其移到载网支柱，再沉积固定并移走针尖。提取阶段保留一定厚度，能减少转移中的弯折或破裂；载网上的双面减薄才逐步形成目标薄区。图3中的 Si 案例采用碳保护层，其过程图同时包含粗铣、提取和末段抛光。
较厚区域中电子多重散射增多，低损谱里的复散射贡献随之增加，高分辨图像的厚度依赖也更明显。持续减薄又可能丢失颗粒、破坏界面或出现孔洞。不同材料在给定 TEM 加速电压下的散射不同，成像与谱学任务所需厚度也存在差别。加工图形之间的间距是名义厚度，束斑、漂移和几何误差会使实物厚度偏离设定值。
低损 EELS 可依据零损峰与总强度估计相对厚度，换算纳米厚度还涉及非弹性平均自由程。图4中三片 Si 薄片沿高度呈楔形变化，靠近底边的窗口约为 40—50 nm，窗口两侧仍较厚。目标区域在薄区中的位置决定其能否用于高分辨成像，整片薄片的平均厚度无法代替该区域的局部厚度。
Ga+ 轰击可能在薄片两侧留下植入层、位移缺陷和非晶层，化合物还可能发生优先溅射而改变表面组成。薄片减薄后，受损表层占总厚度的比例上升，晶格条纹、衍射和谱学信号都可能混入制样贡献。更换 Xe 离子源可以避开 Ga 引入，但 Xe 轰击仍会产生碰撞缺陷，离子种类变化并未消除辐照损伤。
末段降低加速电压，可缩短离子作用深度，再去除前期高能束造成的部分受损材料。图5中的 Si 实验在 2 kV 下比较过倾角，晶格图像评分在约 1.6° 处较高。较低电压下束斑展宽与定位模糊，而增大过倾角又可能增加植入和厚度梯度，该组数据反映特定仪器与 Si 试样下的竞争。
将相同抛光条件用于金属、多层膜或多孔材料时，溅射产额、导热和机械支撑均会变化。低能抛光也会去除实际材料，表面薄层、界面颗粒和纳米缺陷可能随加工消失。保护层至目标的距离与剩余厚度约束可加工余量，持续抛光不一定保留更多原始结构。
不同相、孔隙和顶部起伏使局部去除速率不同，沿铣削方向形成沟纹，即帘幕效应。图6的多孔聚合物电解质属于 FIB-SEM 断层切片案例，其条纹来自聚合物与孔隙位置的加工差异。去条纹滤波只改变数字图像；TEM 薄片若存在厚薄沟纹，图像滤波无法恢复实体厚度。
溅射原子可能再次沉积到沟槽侧壁或薄片上，形成额外覆盖；来自载网的再沉积还可能污染元素谱。薄片弯曲会改变局部晶体取向，释放约束可能改变残余应变，束流加热则可能促使束敏感相分解。沉积层、弯曲和真实晶体缺陷在显微图中可能同时存在，条纹与暗带的归属应落实到厚度、衍射取向和元素分布。
同一套减薄方案用于不同材料，得到的厚度分布可以不同。图7中 SrTiO3 与蓝宝石采用源于 Si 的优化条件并延长加工时长，但两者薄区形状与纵向厚度变化存在差别。材料去除速率与残留厚度需分别评估，高分辨任务更关注目标附近的局部薄区和表面状态，不能把 Si 的实验数值当成所有材料的统一标准。
界面研究要求薄片保留两相和真实接触区域，晶界分析要求保留目标晶界，原子像则要求局部厚度与晶体取向满足成像条件。图8的 SrTiO3 在薄片底边附近取得 [100] 方向原子像和 Sr、Ti 元素图。制样定位与 TEM 测量分别承担不同任务：前者决定保留什么，后者依靠成像、衍射和谱学检测保留下来的结构。
元素分析时，Pt、C、Ga 或载网元素可能来自制样环境；弱元素信号需与保护层位置、背景谱和目标外区域比较。应变分析时，原始约束释放与离子束缺陷可能改变局部晶格，薄片中的应变状态可能偏离块体。不同厚度、不同制样位置或采用其他减薄方法获得的对照，可检验可疑信号是否随制样条件改变。
需要保留含液、易挥发或热敏感结构时，低温制样与受控转移可减少干燥、升温和空气暴露带来的变化，但低温下仍存在离子轰击损伤。对于厚度方向只有数纳米的表面层，受损层厚度与目标尺寸相近时，表面非晶层和组分偏移都可能显著影响测量；该位置的晶格像、局部厚度与元素剖面决定剩余信号来自哪一部分材料。
