離子分析質(zhì)譜儀采用質(zhì)譜技術(shù)分析表面原子層以確定表面元素組成和分子結(jié)構(gòu)。其應(yīng)用范圍十分廣泛,不但可作表面及整體之分析,又可直接作影像觀察,其靈敏度及解析能力甚高,由較小的氫至原子量很大的元素均可偵測,尤其對于同位素的分析更是有效。
離子分析質(zhì)譜儀視其應(yīng)用之不同而有各種不同的型式,其基本構(gòu)造可分為下列四大部分:
(1)照射激發(fā)用的一次離子束的離子槍;
(2)以能量選擇由試品產(chǎn)生的二次離子能量過濾器;
(3)進行質(zhì)量選擇的質(zhì)譜儀;
(4)放大、檢測經(jīng)質(zhì)量選擇後的二次離子檢測輸出信號。
離子分析質(zhì)譜儀的技術(shù)原理:
1.利用聚焦的一次離子束在樣品表面上進行穩(wěn)定的轟擊,一次離子可能受到樣品表面的背散射,也有部分進入樣品表面,這部分離子把能量傳遞給晶格,當(dāng)入射能量大于晶格對原子的束縛能是,部分原子脫離晶格向表面運動,并且產(chǎn)生原子間的級聯(lián)碰撞,當(dāng)這一能量傳遞到表面,并且大于表面的束縛能時,促使表面原子脫離樣品,謂之濺射;
2.上述一次離子引發(fā)的濺射大部分為中性原子或分子,也有少量荷電集團,包括帶電離子、分子、原子團,按照荷質(zhì)比經(jīng)過質(zhì)譜分離;
3.收集經(jīng)過質(zhì)譜分子的二次離子,可以得知樣品表面和體內(nèi)的元素組成和分布。