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精密电阻
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二次离子质谱

它用离子轰击固体表面,然后将从表面溅射的二次离子引入质量分析器,并在质量分离后,从检测记录系统获得分析表面的元素或化合物的组分。二次离子法是一种有效的表面分析方法,因为离子束入射到固体表面时的穿透深度比电子浅。而且,由于离子的质量大,原始离子束与表面原子之间存在大量的动能交换,因此表面原子产生一定程度的溅射。只要使用低能量,低束密度的初级离子束,这种溅射效应对表面的影响可以降低到表面分析所允许的程度。根据不同的工作模式,二次离子质谱仪可分为静态二次离子质谱仪,动态二次离子质谱仪,二次离子成像质谱仪和二次离子微探测梁。静态二次离子质谱仪处于超高真空条件下(10-8~10-9 Pa),具有低射束电流密度(约1×10-9 A / cm2)和大轰击面积(典型面积为0.1 cm) 2)初级离子束用于轰击样品表面,将样品的表面速率降低到单层以下。这种仪器的检测器通常采用以脉冲计数模式操作的通道型电子倍增器。图1显示了静态二次离子质谱仪的原理。除了表面单层检测外,该质谱仪还可用于研究气体和固体之间的化学反应。与前者不同,动态二次离子质谱仪的一次离子束具有更高的能量,更高的束密度和更大的束斑直径。它具有高分析灵敏度和高样品消耗率。二次离子质谱仪通常消耗单层样品的时间少于分析所需的时间,称为动态二次离子质谱仪;具有大于一个单层的分析信息深度的二次离子质谱仪也可以称为动态二次离子质谱仪。二次离子成像质谱仪和二次离子微探测束是使用扇形磁场质量分析仪的大型二次离子质谱仪。两者都具有成像能力,并且都具有高空间分辨率和质量分辨率。在成像原理方面,前者类似于发射电子显微镜,并利用离子光学系统的直接成像原理。后者利用电子检测光束的成像原理,用非常小的原始离子束扫描样品表面,然后将质量分离的二次离子束调整到一定质量数,与原始离子同步光束。在扫描的情况下,记录被分析表面上的元素或化合物分布的图像。与其他表面分析方法不同,二次离子质谱的特点是能够检测从氢到铀的所有元素,同位素和化合物;它的特征还在于检测轰击样品表面的初级离子(“指纹”)。二次离子光谱是基于的。因此,二次离子质谱可以提供关于表面元素的信息以及关于化学组分的信息。二次离子质谱法具有高灵敏度,可检测10-2~10-7单层,最小可检测质量为10-14克,最小可检测浓度为1 ppm至1 ppb。由于使用溅射原理,在动态操作模式中容易直接进行包括纵向的三维分析。可以在某些条件下进行定量和半定量分析。除了分析半导体材料中的痕量杂质外,二次离子质谱还广泛应用于金相学,薄膜和催化研究以及有机化合物分析。

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