研究目的
研究激光脉冲参数对TiAlN薄膜激光辅助原子探针断层扫描（APT）精度的影响。
研究成果
激光辅助APT对TiAlN的测量精度受电场强度控制。当激光脉冲能量为10 pJ时，在约28 V nm?1的最大电场强度下，离子束分析与APT之间的成分差异最小。这可以通过考虑增强的电场强度导致中性碎片电离增强来解释。
研究不足
该研究仅限于TiAlN薄膜，可能不直接适用于其他材料。原子探针断层扫描（APT）的准确性受测量参数显著影响，而这些参数可能因不同仪器和条件而异。
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激光辅助原子探针断层扫描测量TiAlN薄膜成分时电场强度对精度的影响
DOI：10.1088/1367-2630/ab7770
期刊：New Journal of Physics
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
绝对浓度的精确量化是原子探针断层扫描（APT）面临的主要挑战，因为场蒸发过程受测量参数显著影响。本研究系统考察了激光脉冲参数对激光辅助APT测量TiAlN薄膜精度的影响——该薄膜的定量数据已通过结合卢瑟福背散射谱和飞行时间弹性反冲检测分析的离子束分析法获得。我们根据所有系统变化的测量参数中Al2?/Al?电荷态比估算电场强度，随后将激光辅助APT测得的绝对浓度与离子束分析数据进行对比。当电场强度从约25-28 V/nm提升时，激光辅助APT测量的氮、铝、钛绝对浓度精度分别从11.4 at%改善至4.1 at%、8.8 at%至3.0 at%、2.8 at%至0.9 at%。数据表明激光辅助APT对TiAlN的测量精度由电场强度主导。结果显示：当激光脉冲能量为10 pJ时，电场强度达到约28 V/nm最大值时，离子束分析与APT之间的成分差异最小，这可通过增强电场强度促使中性碎片电离程度提高来合理解释。
作者：
Marcus Hans，Jochen M Schneider
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