内蒙古|二次离子质谱对固体材料的表面微区分析案例


内蒙古|二次离子质谱对固体材料的表面微区分析案例
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二次离子质谱是一种分析固体材料表面微量成分的检测技术 , 该技术对元素的检测限非常额高 , 可以达到ppm甚至ppb几倍 。 除了分析元素 , 还可以分析同位素、官能团和分子结构 。 可用于所有在真空下稳定的固体材料的检测 。 目前已广泛应用于半导体、生物医学等领域 。
技术的原理是用离子束来轰击材料表面 , 然后用质谱法检测二次离子受离子束轰击后的质量电荷比 , 一次离子束的能量范围可以从几百到数万电子伏 。 当轰击材料表面时 , 一些离子会反射 , 其他离子会进入固体内部并将能量传递给其他原子 , 当固体表面原子获得的能量大于溅射阈值时 , 它们将被溅射到外部 , 原子团或分子将直接飞溅 。 通过质谱仪接收到这些二次离子后 , 可以获得样品组成信息 。
SIMS技术通常分为静态(SSIMS)和动态(DSIMS) 。 静态SSIMS主要用于表面质谱和表面成像 。 通常只获得表面单原子层信息 , 可用于分析有机化合物的分子结构 。 动态DSIMS利用高能高密度离子束轰击材料表面 , 配合表面扫描和离子溅射获得样品的微区元素和三维元素分布图 , 反映样品中元素或分子结构的分布 。
配备TOF检测器的TOF-SIMS拥有当前表面分析技术中最高的分辨率 。 微源检测可提供德国ION-TOF先进TOF-SIMS仪器检测为厂家提供完善的SIMS技术解决方案 。 下图是利用SIMS技术研究聚乙烯材料中添加剂成分和分布情况的案例:质谱图采用静态TOF-SIMS技术研究最表面添加剂的种类 , 下方则是利用DSIMS研究表面微区1.5微米深度下的几种添加剂分布情况 。
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