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【儀器網(wǎng) 使用手冊】二次離子質(zhì)譜是一種非常靈敏的表面成份精密分析儀器優勢領先，它是通過高能量的一次離子束轟擊樣品表面迎來新的篇章，使樣品表面的分析吸收能量而從表面發(fā)生濺射產(chǎn)生二次粒子，通過質(zhì)量分析器收集推動並實現、分析這些二次離子薄弱點，就可以得到關(guān)于樣品表面信息的圖譜。它利用電子光學(xué)方法把惰性氣體等初級離子加速并聚焦成細(xì)小的高能離子束轟擊樣品表面優化程度，使之激發(fā)和濺射二次離子積極性，經(jīng)過加速和質(zhì)譜分析，分析區(qū)域可降低到1-2μm直徑和5nm的深度不斷豐富，正是適合表面成分分析的功能實施體系，它是表面分析的典型手段之一。
應(yīng)用離子照射樣品產(chǎn)生二次離子的基礎(chǔ)研究工作初是R.H.斯隆(1938)和R.F.K.赫佐格(1949)等人進(jìn)行的各有優勢。1962 年R.卡斯塔因和G.斯洛贊在質(zhì)譜法和離子顯微技術(shù)基礎(chǔ)上研制成了直接成像式離子質(zhì)量分析器效果較好。1967 年H.利布爾在電子探針概念的基礎(chǔ)上，用離子束代替電子束持續，以質(zhì)譜儀代替X 射線分光計(jì)研制成掃描式離子探針質(zhì)量顯微分析儀等多個領域。
二次離子質(zhì)譜(SIMS)比其他表面微區(qū)分析方法更靈敏。由于應(yīng)用了中性原子高質量、液態(tài)金屬離子提供了有力支撐、多原子離子和激光一次束，后電離技術(shù)前景，離子反射型飛行時(shí)間質(zhì)量分析器進一步意見，離子延遲探測技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)等，使得新型的IWHI的一次束能量提高到MeV落到實處，束斑至亞μm服務水平，質(zhì)量分辨率達(dá)到15000，橫向和縱向分辨率小于0.5μm和5nm技術創新，探測限為ng/g處理方法，能給出二維和三維圖像信息。SIMS已發(fā)展為一種重要的材料成分分析方法持續向好，在微電子習慣、光電子、材料科學(xué)進展情況、催化的積極性、薄膜和生物領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。
離子探針的原理是利用能量為1～20KeV的離子束照射在固體表面上至關重要，激發(fā)出正不久前、負(fù)離子(濺射)用上了，利用質(zhì)譜儀對這些離子進(jìn)行分析，測量離子的質(zhì)荷比和強(qiáng)度能力建設，從而確定固體表面所含元素的種類和數(shù)量關註。
被加速的一次離子束照射到固體表面上，打出二次離子和中性粒子等無障礙，這個(gè)現(xiàn)象稱作濺射連日來。濺射過程可以看成是單個(gè)入射離子和組成固體的原子之間獨(dú)立的、一連串的碰撞所產(chǎn)生的發揮重要帶動作用。左圖說明入射的一次離子與固體表面的碰撞情況意向。
入射離子一部分與表面發(fā)生彈性或非彈性碰撞后改變運(yùn)動方向，飛向真空文化價值，這叫作一次離子散射；另外有一部分離子在單次碰撞中將其能量直接交給表面原子置之不顧，并將表面原子逐出表面不斷完善，使之以很高能量發(fā)射出去，這叫作反彈濺射方便；然而在表面上大量發(fā)生的是一次離子進(jìn)入固體表面基礎上，并通過一系列的級聯(lián)碰撞而將其能量消耗在晶格上，后注入到一定深度(通常為幾個(gè)原子層)應用領域。固體原子受到碰撞保持競爭優勢，一旦獲得足夠的能量就會離開晶格點(diǎn)陣，并再次與其它原子碰撞相關性，使離開晶格的原子增加完成的事情，其中一部分影響到表面，當(dāng)這些受到影響的表面或近表面的原子具有逸出固體表面所需的能量和方向時(shí)穩定，它們就按一定的能量分布和角度分布發(fā)射出去改造層面。通常只有2-3個(gè)原子層中的原子可以逃逸出來，因此二次離子的發(fā)射深度在1nm左右優勢與挑戰〗涷灧窒?？梢姡瑏碜园l(fā)射區(qū)的發(fā)射粒子無疑代表著固體近表面區(qū)的信息趨勢，這正是SISM能進(jìn)行表面分析的基礎(chǔ)有力扭轉。
一次離子照射到固體表面引起濺射的產(chǎn)物種類很多，其中二次離子只占總濺射產(chǎn)物的很小一部分(約占0.01-1%)一站式服務。影響濺射產(chǎn)額的因素很多廣度和深度，一般來說，入射離子原子序數(shù)愈大管理，即入射離子愈重顯示，濺射產(chǎn)額愈高雙向互動；入射離子能量愈大，濺射產(chǎn)額也增高設計能力，但當(dāng)入射離子能量很高時(shí)品牌，它射入晶格的深度加大將造成深層原子不能逸出表面，濺射產(chǎn)額反而下降更為一致。
SIMS的基本原理：(1)利用聚焦的一次離子束在樣品上穩(wěn)定的進(jìn)行轟擊等形式，一次離子可能穿透固體樣品表面的一些原子層深入到一定深度，在穿透過程中發(fā)生一系列彈性和非彈性碰撞研究與應用。一次離子將其部分能量傳遞給晶格原子飛躍，這些原子中有一部分向表面運(yùn)動，并把能量的一部分傳遞給表面粒子使之發(fā)射全面協議，這種過程稱為粒子濺射重要部署。在一次離子束轟擊樣品時(shí)，還有可能發(fā)生另外一些物理和化學(xué)過程：一次離子進(jìn)入晶格工具，引起晶格畸變智慧與合力；在具有吸附層覆蓋的表面上引起化學(xué)反應(yīng)等等。濺射粒子大部分為中性原子和分子重要的角色，小部分為帶正數據顯示、負(fù)電荷的原子、分子和分子碎片也逐步提升；(2)電離的二次粒子(濺射的原子記得牢、分子和原子團(tuán)等)按質(zhì)荷比實(shí)現(xiàn)質(zhì)譜分離；(3)收集經(jīng)過質(zhì)譜分離的二次離子重要的作用，可以得知樣品表面和本體的元素組成和分布更多可能性。在分析過程中，質(zhì)量分析器不但可以提供對應(yīng)于每一時(shí)刻的新鮮表面的多元素分析數(shù)據(jù)積極回應，而且還可以提供表面某一元素分布的二次離子圖像重要性。
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