文章图片
二次离子质谱是一种高灵敏度和高分辨率的固体表面分析技术 。 它不仅能够做到从H到U的全元素及同位素分析 ， 同时还可以分析团簇和分子结构 ， 对固体进行微区分析成像和深度动态分析检测 ， 对元素的检出限可以达到ppm~ppb级别 ， 相比AES、XPS、EDS等技术 ， SIMS可以获得材料更加表面的元素信息精确到1nm ， 即可以分析无机物 ， 也可以分析有机物 。 现已广泛应用于生物医药、化学、材料、微电子、地质等领域 。
二次离子质谱原理是以一定能量（通常为几百至几万eV）的初级离子束入射到材料表面 ， 当表面粒子（原子、原子团、官能团、分子等）获得的能量大于基体结合能时 ， 会发生溅射现象 ， 导致一部分中性粒子（通常大于90%）和一大部分带电二次离子（通常小于10%） ， 这些二次离子进入到质量分析器定性分析出结果 。
SIMS的主要工作模式分为静态模式和动态模式 。 静态模式是指在低电子束能量和低束流密度下 ， 稳定持续的轰击样品表面 。 此时初级离子束带来的能量只有一小部分用于激发离子 ， 二次离子可以具有长达数小时的弛豫时间 ， 从而准确地获得样品表面单原子层信息 。。
动态模式下 ， 高能离子束溅射和质谱检测同时交替进行 ， 样品表面的原子层会被层层剥离 ， 每一层被剥离出的二次离子都会被收集检测 。 静态SIMS的软电离通常用于分析有机物表面 ， 或者用于分析基体表面 ， 动态则是在一定微区和纵深范围内得到样品元素组成的三维空间分布情况 。 微源检测拥有德国ION-TOF的先进TOF-SIMS仪器 ， 可以提供SIMS检测服务技术解决方案 。 下图为团簇离子源深度剖析 （高分子有机材料膜层结构剖析）案例图 ， 从下左图中可以显而易见的观察到不同质荷比的物质在不同溅射时间（溅射深度）下的分布情况 ， 下右图则为三维空间成像 ， 更加直观的反映了元素、团簇的空间分布 。
【二次离子质谱是什么？其检测原理和应用】
推荐阅读
- 揭秘陶乐德事件：男子在拘留室离奇消失，难道平行时空真的存在？
- 青藏高原将停止增高，后果不可承受，我们却未感到危机
- 寻求气候变化的确定性：要多少才足够？
- 少见！今年十五的月亮，不是十六圆
- 科学家在大型强子对撞机上寻找难以捉摸的基本粒子
- 地球果真出了大问题？火山爆发后出现神秘现象，科学家紧急发声
- 简述相对论发展史：从伽利略到引力波
- 重磅！英美科学家对奥密克戎病毒11个最新判断！对全球意义重大！
- 15000年前海底金字塔被发现，科学家推测：中华文明前身是MU文明
- 人的气运竟然真的存在？科学家竟然已经证实！