二次离子质谱仪简介

二次离子质谱仪主要由离子源、质量分析器和离子检测器等组成，测试绝缘样品的会带有电子中和枪，根据测试目的不同，还会配有气体放电源、表面放电源、热隙源和液态金属及团簇源等不同的离子源。

在二次离子质谱中，有三种基础类型的二次离子质谱仪最为常用，分别对应于飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)、扇形磁场二次离子质谱仪和四极杆二次离子质谱仪。

飞行时间二次离子质谱是一种具有高质量分辨率和高空间分辨率的表面分析技术，在该类质谱仪工作时，被提取到无场漂移管的二次离子会沿设定的飞行路线到达离子检测器，飞行时间的长短取决于给定离子的质量，由于速度与其质量成反比，因此，质量轻的离子到达检测器的时间要快于质量重的离子。该类质谱仪采用了在极低电流中工作的脉冲离子束，即便是一些容易受到离子冲击导致化学损坏的样品也可进行测试。

扇形磁场质谱仪采用了扇形均匀磁场的质量分析器和静电场进行溅射二次离子的相关分析，根据扇形磁场的角度不同，分为四类。离子束受到扇形磁场的作用会发生偏转，偏转程度由离子束的质量决定，质量轻的离子具有更大的偏转度，质量重的离子则具有更大的动量。静电场可应用于二次光束中消除色差。这类仪器难以用于测试易受损伤和易产生电荷的样品。

四极杆二次离子质谱仪需要再高一次离子电流下进行操作，其原理在于只有特定质量的离子可以通过其共振电场，可被用来研究样品总量和溅射深度剖析。

• 李展平,飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)分析技术[J],矿物岩石地球化学通报. 2020,39(06)

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