氦离子显微镜（Helium Ion Microscope, HIM）是一种基于气体场离子源（Gas Field Ion Source, GFIS） 的超高分辨率显微镜与纳米加工技术。其核心是一个原子级尺寸的钨针尖——尖端仅由三个钨原子组成的三聚体（Trimer） ——在液氮冷却和高压电场作用下，吸附的氦原子被电离形成氦离子束。该离子束经加速（10-35 keV）和聚焦后，可形成直径小于0.5 nm的束斑，成像分辨率达0.5 nm。

气体场离子源（GFIS）是HIM实现亚纳米级成像与加工精度的核心前提。离子源产生的氦离子束以极高的亮度（高达 5×10⁹ A·cm⁻²·sr⁻¹）和极小的虚拟源尺寸（<0.3 nm），使得HIM在成像分辨率、景深和表面细节对比度上超越了传统扫描电镜（SEM）。

然而，GFIS的极高精度也使其对外部磁场极其敏感。离子光学柱内的氦离子束能量极高（10-35 keV）但束斑极小（<0.5 nm）——任何微小的外部磁场波动都足以使离子束轨迹发生偏转，导致束斑变形、成像分辨率下降、纳米加工定位偏差。地磁场（约25-65 μT）、实验室周边设备的杂散磁场，甚至显微镜自身磁性部件产生的漏磁，都会对GFIS离子束的传输精度构成严重威胁。

GFIS磁屏蔽颈正是为解决这一“离子束磁偏转”问题而设计。它采用高磁导率坡莫合金（Co-NETIC® AA级）精密加工成筒状或颈状结构，紧密包裹GFIS离子源至离子光学柱的束流传输路径。磁屏蔽颈利用坡莫合金的磁分路原理——为干扰磁场提供一条低磁阻路径，使磁力线优先沿屏蔽颈“绕道而行”而非穿透屏蔽颈干扰离子束轨迹——为氦离子束构建一条纯净、笔直的传输通道，从根本上保障HIM的亚纳米级成像分辨率与加工精度

• 保障亚纳米级离子束精度：从物理层面屏蔽地磁场及杂散磁场对GFIS离子束的偏转干扰，确保0.5 nm束斑不发散、不畸变

• 超高磁导率材料：采用Co-NETIC® AA级坡莫合金，初始磁导率实测≥300,000，是普通不锈钢（μ~1）的数十万倍，对微弱杂散磁场的衰减能力极强

• 完全退火，开箱即用：Co-NETIC® AA以完全退火（Perfection Annealed） 状态供货，无需进一步退火处理，可直接用于磁屏蔽应用

• 超高真空兼容：材料及加工工艺满足HIM超高真空（UHV） 环境要求，放气率极低，不污染离子源及光学柱

• 紧凑轻量化设计：专为HIM离子光学柱有限空间设计，在极小尺寸内实现最优屏蔽效能

• 多层嵌套可选：对于对磁场环境有极致要求的超高精度成像场景，可提供多层坡莫合金嵌套结构，实现极低残余磁场

• 接近零磁场目标：Co-NETIC® AA是追求接近零磁场目标的最优合金选择，特别适用于对离子束轨迹精度有严苛要求的HIM

屏蔽原理：坡莫合金磁屏蔽颈为干扰磁场提供一条低磁阻路径。当外部干扰磁场遇到坡莫合金屏蔽层时，由于屏蔽层的磁导率（μ≥80,000）远高于真空及周围结构材料，磁力线优先选择通过屏蔽颈构成的低磁阻路径“绕道而行”，而非穿透屏蔽颈进入离子束传输区域。对于轴向磁场的屏蔽，铁磁圆柱体通过表面电流保护内部空间——内部电流在材料体内相互抵消，仅表面电流起主导屏蔽作用。

GFIS离子源特性：GFIS是HIM实现超高分辨率的核心。其虚拟源尺寸仅<0.3 nm，能量散度<1 eV，亮度高达>4×10⁹ A/cm²·sr。离子源尖端由原子级尖锐的钨针尖构成，仅顶端三个钨原子（三聚体） 参与场电离过程。离子束经加速和聚焦后，束斑直径可达0.5 nm以下。

磁屏蔽对HIM性能的保障：由于HIM的束斑直径仅为0.5 nm，任何微小的外部磁场波动都足以造成离子束的显著偏转——这不仅会导致成像分辨率下降，还会使纳米加工的定位精度大打折扣。磁屏蔽颈将离子束传输路径上的磁场干扰降至最低，确保GFIS离子束的笔直传输与精准聚焦。

材料选型：Co-NETIC® AA在低磁通密度下可提供高初始磁导率和相应的高衰减特性，特别适合HIM离子光学柱等弱磁场屏蔽场景。对于150 kHz以下的频带（工频及谐波主频段），Co-NETIC® AA级材料可提供最佳屏蔽效果