【摘要】 飞行时间二次离子质谱仪(ToF-SIMS)被认为是探测不同材料表面特性的一种有力的工具。

先进实验方法的迅速发展使表面分析成为一个热门的研究课题，获取材料/器件的表面/界面信息是非常重要的，因为表面/界面的质量直接决定了材料/器件的性能。基于混合钙钛矿的太阳能电池被认为是下一代光伏电池最有前途的候选之一，然而，钙钛矿太阳能电池即使在封装下也存在不稳定性问题，即表面功能层仅在数百小时内就开始降解，这限制了其实际应用，因此，了解表面的降解机制并提高其稳定性十分重要[1]。

 

此外，在电池研究中，研究阴极或电极的表面成分可以提供关于充电/放电过程的动力学信息[2]，这可能有助于提高电池效率和开发新的电池材料。表面分析也被应用到其他领域，包括生物电子学、聚合物、催化剂等。

 

目前，飞行时间二次离子质谱仪(ToF-SIMS)被认为是探测不同材料表面特性的一种有力的工具。ToF-SIMS的工作原理很复杂，典型方法是用脉冲一次离子束轰击样品表面，产生正二次离子和负二次离子。然后通过施加高压电位将这些二次离子收集到分析仪中，通过测量它们从样品到检测器的飞行时间来确定它们的质量[3]。因此可以获得离子质量和二维成像来探测组分及其在样品表面的分布。

 

此外，优异的灵敏度、变深度探测、高空间分辨率和质量范围使ToF-SIMS成为获取材料表面信息的热门技术。近年来，ToF-SIMS被广泛应用于纳米和生物材料中，以研究其表面和体积性质[4]，应用前景广阔。

 

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  • Li J.T., Swiatowska J., Seyeux A., Huang L., Maurice V., Sun S.G., Marcus P. XPS and ToF-SIMS study of Sn-Co alloy thin films as anode for lithium ion battery[J]. J. Power Sources 2010, 195: 8251-8257.
  • Sodhi, R.N.S. Time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS):-versatility in chemical and imaging surface analysis[J]. Analyst 2004, 129: 483-487.
  • Dong Y., Xu F., Li Y ., Song T., Tan G. Component distribution of nano-carbon materials assisted by time of flight-secondary ion mass spectrometer[J]. J. Phys. Conf. Ser. 2021, 2011: 012071.

 

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