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飛行時間二次離子質(zhì)譜儀之所以叫做二次離子質(zhì)譜儀,是因為儀器帶有幾千電子伏特能量的一次離子束入射樣品表面,在作用區(qū)域激發(fā)出不同粒子包括二次電子、中性微粒、二次離子、反射離子等,通過不同的探測器采集不同微粒可得到不同信息,收集二次離子通過質(zhì)量分析器分析后可得到關(guān)于樣品表面成分信息的質(zhì)譜??梢杂糜诓牧媳砻婧捅韺拥幕瘜W(xué)成份分析。包括如半導(dǎo)體,醫(yī)藥,生物,冶金,汽車等領(lǐng)域。飛行時間二次離子質(zhì)譜儀主要分為靜態(tài)和動態(tài)SIMS兩種:
動態(tài)SIMS:入射電流高(10mA/c㎡),入射源離子濃度是大于1014atoms/c㎡,對表面是動態(tài)破壞作用(剝離速率100um/h)且產(chǎn)生的二次離子比率高,因此探測靈敏度高,適于深度剖析;
濺射和分析連續(xù)進行,每次只能采集特定的幾種元素(與分析器和探測器相關(guān)),只適用于深度剖析。
靜態(tài)SIMS:入射電流很低(1nA/c㎡),入射源離子濃度是1012~1013atoms/c㎡左右,只作用單分子層表面(剝離速率0.1nm/h)幾乎對表面沒有破壞作用;因脈沖模式分析,且電流小,所以產(chǎn)生的二次離子比率相對少,靈敏度相比動態(tài)SIMS弱,但成像和表面分析能力強;深度剖析時濺射和分析交替進行,可以采集所有元素和化學(xué)成分信息,可進行表面分析和深度剖析。
現(xiàn)在通常是雙源結(jié)合,分析和濺射采用獨立附件,可實現(xiàn)表面分析和深度剖析的功能;二次離子質(zhì)譜儀系統(tǒng)就是同時集成了分析離子源和濺射離子源使其應(yīng)用更全面。
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