Specimen preparation for atom probe tomography

In the past 20 years or so, atom probe tomography has gone from a niche technique in physical metallurgy to a well-established method in many parts of materials science and beyond. This is owing to the improvement in both instrumentation and specimen preparation. Given the availability of instruments, successful specimen preparation is often the bottleneck in atom probe projects. In this article, the authors want to give an overview of the types of preparation techniques that are available and which challenges they pose. This includes basic electropolishing, which was dominant until the introduction of focused ion beam-based preparation some 25 years ago. Nowadays, focused ion beam-based preparation methods possibly represent the largest share, as they allow for site-specific specimen preparation, non-conductive specimens and often a higher throughput. They are continuously improved, i. e., through higher current plasma ion columns, cryo preparation for sensitive materials and room temperature liquids and 'additive' techniques for nanomaterials. This steadily increases the types of materials that can be analyzed using atom probe tomography. In den vergangenen 20 Jahren hat sich die Atomsondentomographie von einer Nischenanwendung in der physikalischen Metallurgie zu einem fest etablierten Verfahren in weiten Teilen der Werkstoffwissenschaften und dar & uuml;ber hinaus entwickelt. Die Gr & uuml;nde hierf & uuml;r liegen sowohl in der Verbesserung der Instrumente als auch der Probenpr & auml;paration. Durch die Verf & uuml;gbarkeit der Ger & auml;te stellt nun eine erfolgreiche Probenpr & auml;paration oft den kritischsten Punkt bei Atomsondenuntersuchungen dar. Mit diesem Artikel soll ein & Uuml;berblick & uuml;ber die unterschiedlichen zur Verf & uuml;gung stehenden Pr & auml;parationsmethoden gegeben und deren Herausforderungen diskutiert werden. Dies umfasst das einfache Elektropolieren als vorherrschendes Verfahren bis hin zur Einf & uuml;hrung der Pr & auml;paration mittels fokussiertem Ionenstrahl vor etwa 25 Jahren. Heute entf & auml;llt der gr & ouml;ss te Anteil wahrscheinlich auf Pr & auml;parationsmethoden mittels fokussiertem Ionenstrahl, da sie eine ortsspezifische Probenpr & auml;paration, die Untersuchung von nicht-leitf & auml;higen Proben und meist einen h & ouml;heren Durchsatz erm & ouml;glichen. Durch kontinuierliche Verbesserungen wie z. B. durch Hochstrom-Plasma-Ionens & auml;ulen, die Kryo-Pr & auml;paration von empfindlichen Werkstoffen und von Stoffen, die bei Raumtemperatur fl & uuml;ssig sind, sowie ,,additiven" Verfahren f & uuml;r Nanomaterialien l & auml;sst sich das Spektrum von Werkstoffen, die mittels Atomsondentomographie untersucht werden k & ouml;nnen, stetig steigern.