二次离子质谱SIMS的基本原理是基于带有几千电子伏特能量的一次离子束轰击固体样品表面,经过物理相互作用而使样品表面产生二次离子的一种现象,其中飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)具有10-6级的检出限,高的质量分辨率及优异的同位素分辨能力,以及几种不同的操作模式,本篇文章将分享操作模式中深度剖析的应用。微源检测实验室的TOF-SIMS测试可以深度剖析样品,为科研机构和单位提供元素和分子的空间分布信息服务。

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二次离子漂移、提取场关闭期间施加用于对样品表面进行剥蚀的低能离子束,在这种情况下,低能离子束在样品表面形成一个溅射坑,该溅射坑的中心由脉冲一次离子束进行分析(即双束深度剖析)。简单来说就是,两个离子束以双束模式运行,两个离子束在双束模式下工作。当第一个离子束在剥蚀一个溅射坑时,第二个离子束随后分析溅射坑的底部,如此重复循环。

深度剖析中的溅射是通过反应性离子束(由溅射源提供),如氧离子O2+,或铯离子Cs+,或团簇离子,氩气团簇nAr+,或氧气团簇nO2+进行的,溅射离子束中的每个原子的能量都很低,因而可以提高灵敏度,提高深度分辨率并缩短非稳态。通过分析元素和分子的深度分布,获得大约1nm的绝佳深度分辨率。

案例中样品比较了正、负SIMS得到的深度分布结果和主成分金属元素的的深度分布。考虑到正、负SIMS分析时入射能量和入射角度等实验条件均不相同,再根据离子束诱导的展宽和混合效应区分差别,并最终给到样品深度分布的相关细节。

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样品制备尺寸可调整,选择晶态或非晶态固体,表面经修饰的固体、或具有沉积薄膜或镀层的基底,样品表面最好是平坦而光滑的,粉末样品必须将其压入软金属箔(如铜)中或压制成小块。近年来随着二次离子质谱仪器硬件制作的不断精进,其使用性能得到了不断精进。微源检测实验室提供飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)测试服务。同时也支持样品当天到当天出报告的加急服务。更多SIMS测试欢迎评论区或私信留言!

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