概述：

三維原子探針顯微術(shù)（3DAP），也稱為原子探針斷層分析術(shù)（APT），是一種具有原子級空間分辨率的測量和分析方法?；?/span>“場蒸發(fā)”原理，三維原子探針通過在樣品上施加一個強(qiáng)電壓脈沖或者激光脈沖，將其表面原子逐一變成離子而移走并收集。3DAP的特性就是從zui小的尺度來逐點(diǎn)揭示材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不論簡單亦或復(fù)雜?？梢暂p松獲得納米尺度結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)—化學(xué)成分和三維形貌，因而專門應(yīng)對材料研發(fā)中令人棘手的小尺度結(jié)構(gòu)的測量與分析問題。

發(fā)展及應(yīng)用：

三維原子探針（3DAP）可以直接觀察到溶質(zhì)原子偏聚在位錯附近形成的柯氏氣團(tuán)（Cottrell 氣團(tuán)）；

可以分析各種元素在各種內(nèi)界面（晶界、相界、多層膜結(jié)構(gòu)中的層間界面等）的原子的偏聚行為；

研究沉淀相的析出過程、非晶晶化時原子擴(kuò)散和晶體成核的過程；

分析各種合金元素在納米晶材料不同相及界面上的分布等。

    以前，由于對樣品有導(dǎo)電性的要求以及制作針尖形狀樣品有一定難度等一些問題，原子探針的應(yīng)用曾經(jīng)在很長一段時間內(nèi)局限于金屬材料，僅僅做純科學(xué)的探索。進(jìn)入2000年以來，儀器本身在一些關(guān)鍵技術(shù)上的突破性進(jìn)展，加上匯聚離子束制樣技術(shù)的成熟，大大拓展了原子探針的應(yīng)用范圍，可研究的對象涵蓋金屬、半導(dǎo)體、存儲介質(zhì)，到*材料（納米線、量子阱）等廣泛的材料類型；應(yīng)用上從純學(xué)術(shù)研究到汽車、航空發(fā)動機(jī)、核設(shè)施、半導(dǎo)體芯片、LED、光伏材料等等應(yīng)用科學(xué)甚至直接的生產(chǎn)過程監(jiān)控。從無機(jī)材料到有機(jī)材料—《Nature》曾報道了利用這一技術(shù)對動物頭蓋骨的研究。時至今日，3DAP技術(shù)因其獨(dú)到的分析視角正在為越來越多的材料研發(fā)人員所認(rèn)識，已經(jīng)逐漸加入TEM、SIMS等工具的行列，成為材料分析的主流分析技術(shù)之一。

CAMECA三維原子探針LEAP系列
LEAP HR
    LEAP系列原子探針設(shè)備分 LEAP HR 與 LEAP Si 兩種類型。LEAP HR 適用于研究*材料和金屬材料。

其主要特性:
    局部電極 和 微尖陣列
    局部電極（Local ElectrodeTM）是原子探針的關(guān)鍵部件。LEAP—局部電極原子探針（Local ElectrodeTM Atom Probe）即取名于此。局部電極的應(yīng)用改善了原子探針的易用性和數(shù)據(jù)質(zhì)量，也因為局部電極，原子探針可以利用微尖陣列（MicrotipTM arrays）一次裝載多個樣品，大大提高原子探針的實(shí)驗效率。

    反射鏡 — 高質(zhì)量分辨率 和 大視場
    新一代 LEAP 4000X HR 配備了新型能量補(bǔ)償反射鏡（Reflectron），在優(yōu)化質(zhì)量分辨率的同時獲得了大視場（可達(dá)250nm）。對于工作在電壓脈沖模式下的那些應(yīng)用（例如，傳統(tǒng)的金屬材料），將獲得出色的質(zhì)量分辨率。

    小束斑UV激光
    在激光模式下工作時，LEAP 4000X HR使用了聚焦到很小束斑的UV波長激光。小束斑保證了優(yōu)異的質(zhì)量分辨，UV波長保證了對包括許多絕緣體在內(nèi)的眾多材料都可以給出更好的結(jié)果。

        應(yīng)用領(lǐng)域：可以直接觀察到溶質(zhì)原子偏聚在位錯附近形成的柯氏氣團(tuán)（Cottrell 氣團(tuán)），可以分析界面處原子的偏聚，研究沉淀相的析出過程、非晶晶化時原子擴(kuò)散和晶體成核的過程，分析各種合金元素在納米晶材料不同相及界面上的分布等。