【摘要】 Secondary-ion-massspectroscope（SIMS）它是一种基于质谱的表面分析技术，二次离子质谱原理是基于离子与样品表面相互作用的现象。

基本原理

Secondary-ion-massspectroscope（SIMS）它是一种基于质谱的表面分析技术，二次离子质谱原理是基于离子与样品表面相互作用的现象。

 

一次性离子轰击样品表面含有数千种电子伏特能量，在轰击区引起一系列物理化学过程，包括一次性离子透射和表面原子、原子组、正负离子溅射和表面化学变化，产生二次离子。经过质量分析和分析，这些带电粒子获得了样品表面数据的质谱，简称二次离子质谱。

 

主要应用

通过质谱图，可以获得样品表面的分子、元素和同位素的信息，可以检测样品表面和内部化学分子或化合物的分布，也可以用来分析生物组织和细胞表面或内部化学成分的图像，并配合样品表面的扫描和剥离(溅射剥离率可达10。μm/小时)，还可以获得样品表面或内部化学成分的三维图像。

对材料薄膜结构的分析是一种独特的分析方法，尤其是对不同层次的材料和相邻双层材料的相互影响进行分析。分析亚微米尺度下的特征、缺陷或污染，对半导体器件加工、硬盘磁头加工、特殊反射面、复合材料等多个工业应用领域有着非常重要的影响。

此外，利用二次颗粒质谱是探索科技前沿问题本质的有力工具。例如，单细胞可视化分析可以在生命科学领域获得药物在细胞中的吸收、分布和代谢信息，并且可以研究药物在实施或细胞中的定位，这对提高药物的靶向性和合理设计具有重要意义。

 

TOF-SIMS

二次离子质谱仪飞行时间(TOF-SIMS)。在这种质谱仪中，二次离子被提取到无场漂移管，二次离子沿着明确的飞行路径到达离子探测器。由于给出离子的速度与其质量成反比，其航行时间可以相应不同，较重的离子到达探测器的时间可以较轻的离子较晚。这种质谱仪可以同时检测所有给出极性的二次离子，具有优异的质量分辨率。

二次离子质谱具有较高的灵敏度，可以达到ppm甚至ppb的量级，还可以进行微区成分显像和深度剖面分析。

此外，由于这种质谱仪的设计采用了脉冲离子束运行在极低电流(pA范围)中，因此这种质谱仪有利于分析易受离子影响的表层、绝缘物质和软材料造成化学损伤的物质。