离子抛光和研磨是一种材料加工技术，用于通过用带电核束轰击样品表面来去除样品表面的材料。该过程依赖于溅射，即带电离子束通过动量传递，从样品表面物理溅射出其他原子和分子。
离子研磨通常用于材料科学和工程中的应用，例如横截面样品、减薄样品，以提高电子透过度，以及去除样本表层，以进行更深入的分析。
离子研磨技术是制备样本，和揭示内部结构和成分的重要样品制备工具，以便后续在电子显微镜下进行研究。
近平行离子研磨技术涉及的能量小于 20 keV，惰性气体（如氩气）被电离并加速形成与样品表面相互作用的宽阔、非聚焦的离子束。进入样本的离子的动能在撞击时转化为热量和动量，破坏原子键，并溅射材料，以受控的方式去除薄层。通过将离子束光栅化，扫描至感兴趣的区域，可以将暴露的表面精确铣削，直到所需的深度。离子源、光束光学元件和样品载台，在几十年的使用中得到了改进，增加了对铣削速率、分辨率和一般表面光洁度等参数的控制量。
离子研磨对于需要对内部样品特征进行无损切片和可视化研究的材料科学和显微应用很有价值。与扫描电镜、或透射电镜配合使用，是离子研磨的典型应用，精心制备的横截面样品，能够对各种材料表面以下的埋藏界面、成分梯度和缺陷进行精细的成像和分析。
使用扫描电镜等技术对材料进行高分辨率成像，对于理解控制宏观特性的底层结构之间的关系至关重要。由于这种重要性，适当的样品制备是分析过程中最重要的组成部分之一；然而，它具有一定程度的精细性，因为该过程通常会引入无定形层或破坏性缺陷，从而掩盖感兴趣的特征。
无论采用何种切削方法，抛光和蚀刻产生的制备伪影都会掩盖样品微观结构的关键方面。因此，能够消除损坏的表层以暴露原始表面至关重要。这就是离子研磨被证明是一种宝贵的技术的地方。
离子研磨材料基于溅射工艺，即离子束照射并从固体靶材中溅射出原子和团簇。当带电离子与表面原子碰撞时，它们会传递能量并将动量传递给目标材料。如果有足够的能量转移，就可以破坏原子键并将粒子从下面的晶格中移出。随着离子穿透下方并破坏原子间作用力，来自光束的逐渐累积的能量，损伤并侵蚀样品表层。
入射离子与靶材之间的动量和能量传递，取决于靶材中原子的离子质量、离子能和结合能等因素。与较轻的离子相比，氩气等较重的离子传递更多的动量，从而提高了溅射产率。然而，由于散射减少，像氦这样的较轻离子会渗透到样品表层以下更深处。
离子能量可以在几百电子伏特到数万电子伏特之间调节，以控制铣削速率并适合特定应用。原子结合能较低的材料在离子轰击下更容易被溅射。
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离子研磨及样品效果视频展示
