在科技日新月异的今天，一种集微观成像、加工、分析与操控于一体的尖端设备——FIB-SEM双束系统，正逐步成为材料科学研究领域不可或缺的工具。该系统巧妙融合了聚焦离子束（FIB）技术和扫描电子显微镜（SEM）的优势，并通过附加气体注入系统、纳米操控器、多样探测器和精密样品台等功能模块，实现了功能的全面升级。
追溯历史，1978年，美国加州休斯研究所率先开发出全球首台以液态金属镓离子为发射源的聚焦离子束系统。十年后，首台FIB-SEM双束系统横空出世，标志着微观分析技术迈入了一个新纪元。进入20世纪90年代，随着商业化进程的加速，双束系统迅速普及，并逐渐渗透到材料科学、生命科学、地质学等多个学科领域。
FIB-SEM双束系统的核心构成包括离子源、离子光学柱、束描画系统、信号采集系统和样品台。离子源负责产生带正电的离子，通过静电透镜和偏转装置精确控制离子束对样品的扫描。离子束加速轰击样品表面，产生二次电子和离子，这些信号被探测器捕捉并转化为图像信息。为确保离子束的稳定性和精度，整个系统在高真空环境下运行。
液态金属镓离子源的实物照片，展示了其精密的构造与先进的技术。
在材料科学领域，FIB-SEM双束系统的应用尤为广泛。例如，在透射电子显微镜（TEM）样品的制备方面，该系统能够精准地在样品感兴趣区域内制备出高质量的TEM样品，极大地提升了样品分析的准确性和效率。金鉴实验室等科研机构正是利用这一技术，为客户提供了专业且可靠的TEM样品制备服务。
H形减薄样品的侧视与俯视照片，展示了FIB-SEM双束系统在TEM样品制备方面的精湛技艺。
该系统在微纳尺度力学性能测试样品的制备方面也展现出巨大潜力。通过精确加工各种几何形状的力学测试样品，科学家能够实现对微纳尺度材料力学性能的高精度测量，为材料科学的研究提供了有力支持。
更为先进的是，FIB-SEM双束系统还能够实现材料的三维成像和分析。通过逐层切割样品并结合SEM成像，再辅以软件三维重构技术，科学家能够直观地观察到材料的内部结构、形貌及成分分布，为材料科学的深入研究提供了强有力的手段。
聚焦离子束的三种工作模式示意图，包括成像、加工和沉积，展示了该系统的多功能性。
2D取向成像图片和三维重构图，生动呈现了材料内部结构的复杂性和多样性。
FIB-SEM双束系统凭借其强大的功能和广泛的应用领域，已成为材料科学研究领域的一颗璀璨明珠。随着技术的不断进步和创新，该系统将继续在提升材料分析精度和效率方面发挥重要作用，为科学研究的深入发展贡献力量。
