二次离子质谱(SIMS)分析技术及应用进展

二次离子质谱 ( SIMS)比其他表面微区分析方法更灵敏。由于应用了中性原子、液态金属离子、多原子离子和激光一次束 ,后电离技术 ,离子反射型飞行时间质量分析器 ,离子延迟探测技术和计算机图像处理技术等 ,使得新型的 SIMS的一次束能量提高到 Me V,束斑至亚μm,质量分辨率达到 1 5 0 0 0 ,横向和纵向分辨率小于 0 .5μm和 5 nm,探测限为 ng/g,能给出二维和三维图像信息。 SIMS能用于矿物、核物质、陨石和宇宙物质的半定量元素含量和同位素丰度测定 ,能鉴定出高挥发性、热不稳定性的生物大分子 ,能进行横向和纵向剖析 ,能进行单颗粒物、团蔟、聚合物、微电子晶体、生物芯片、生物细胞同位素标记和单核苷酸多肽性分型 ( SNP)测定 ,能观测出含有 2 0 0 0碱基对的脱氧核糖核酸 ( DNA)的准分子离子峰。以SIMS在同位素、颗粒物、大分子、生物等研究领域的应用为重点 ,结合实例 ,对

二次离子质谱仪(SIMS)的原理及应用

二次离子质谱仪(SIMS)是表面分析中应用最广泛的技术之一。它的特点是高灵敏度(最低可探测浓度为ppm￣ppb数量级)和高分辨率(大约10!)。由于半导体材料的特殊性,即其电学特性是由微量元素所决定的,在掺杂、沾污等测量分析中SIMS已成为不可替代的手段。本文将对SIMS的原理及应用进行较为详细的介绍。

TOF-SIMS二次离子光学系统仿真研究

为实现飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)对二次离子束的提取并提高仪器的调试效率,采用离子光学仿真软件SIMION 8.0对TOF-SIMS二次离子光学系统进行仿真。以稳定同位素铜离子为对象,通过仿真,研究二次离子光学系统中二次离子提取系统透镜电极电压的调整对质量分辨率的影响,确定最佳透镜电极电压组合,并得到稳定同位素铜离子的仿真谱图。仿真研究表明:当初级提取电极电压为800 V、单透镜有效电极电压为-4 400 V时,质量分辨率最高。在TOF-SIMS实验平台上对铜样品靶进行实验测试,实验与仿真结果相吻合,表明设计的二次离子光学系统可用于TOF-SIMS仪器的二次离子束提取,为实验参数的选择提供参考,从而提高仪器调试效率。

核保障的微粒分析与二次离子质谱仪

环境监测是加强核保障体系的重要监测手段,微粒分析是环境监测中最重要的分析技术之一。与整体分析相比,微粒分析能获得更多信息,因而已发展成为核保障环境监测中的常规分析方法。动态型二次离子质谱仪(SIMS)是进行微粒同位素分析最适用的测量仪器之一。在用SIMS分析各种性质的环境样品和擦拭样品时,样品制备是关键性的技术。

几种新型号二次离子质谱仪采用的新技术

本文简要叙述法国CAMECA公司 ,德国IONTOFGmbH公司新型的NanoSIMS5 0IMSWFIMSSCUITRATOFSIMSIV型二次离子质谱的特色 ,着重介绍这些仪器改进过的和新增加的仪器部件的原理。

二次离子质谱仪中二次中性粒子空间分布研究

为提高二次离子质谱仪(secondary ion mass spectrometer,SIMS)的灵敏度,引入了飞秒激光电离一次离子轰击溅射产生的二次中性粒子。实验以纯银、纯铜为目标样品,利用自主研制的飞行时间质谱仪分析二次后电离的离子,研究二次中性粒子的后电离效率和空间分布。结果表明:飞秒激光电离技术可将仪器的灵敏度提高70倍以上;飞秒激光电离出的107 Ag+和109 Ag+的同位素丰度比值误差为0.8%;二次中性粒子的空间分布符合Maxwell-Boltzmann模型。该结果可为在设计方法上提高SIMS仪器灵敏度提供依据。

SIMS测试中的一次离子束研究

介绍了二次离子质谱仪(Secondary Ion Mass Spectrometry,SIMS)测试中一次离子束的各参数对测试的影响。研究发现,离子源的选择由分析元素决定,一次束能量决定深度分辨率,入射角度影响溅射产额,一次离子束的束流密度影响溅射速率。因此,在SIMS测试中,需要根据分析目的调节相应参数,以获得较好的分辨率。

大气单颗粒物中无机元素的二次离子质谱研究

采用飞行时间式二次离子质谱对大气单颗粒物 ( 2 0μm以下 )进行了探索性研究 ,并用硅片、铜片、镀银铜片和镀金铜片作为分析基片进行了对比实验 ;对以镀金铜片基片得到的谱图进行了金属元素分析 ,并与相同样品总颗粒物的 ICP- AES分析结果进行了比较 .结果表明 :镀金铜片基片的分析效果最佳 ;ICP- AES检测出的金属元素除 Cd外 ,在二次离子质谱图上均有体现 .因此 ,单颗粒物含有总颗粒物的“指纹”

烃源岩生烃性的飞行时间二次离子质谱研究

讨论了利用用飞行时间二次离子质谱仪 ( TOF- SIMS)研究烃源岩生烃性的制样技术、碎片离子的丰度和离子的浓度的关系 ;研究了吐哈盆地中侏罗统烃源岩中矿物沥青基质 TOF-SIMS的谱图分布特征、无机和有机碎片离子峰的归属与碎片离子的构成 ,提出了烃源岩成烃性评价方法 ,并利用碎片离子特征峰参数 XAL,YOX和 ZAR来反映矿物沥青基质中脂、氧和芳香结构的组成 ,结果表明 :它们作为矿物沥青基质的成烃性指标是有意义的 ;CH5NO3 + 等含氮氧化合物碎片离子特征峰的发现 。

电感耦合等离子体质谱、热电离质谱和二次离子质谱技术在核工业中的新进展

结合实例,回顾并展望了电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、热电离质谱(TIMS)和二次离子质谱(SIMS)技术的应用进展,特别是在核工业领域中的进展。讨论了未来相关质谱技术的发展方向,并指出目前存在的主要问题,探讨了可能的解决方案。

我国成功研发二次离子质谱仪关键部件

国家科技支撑计划课题“二次离子质谱仪器核心技术及关键部件研究与开发”通过验收。通过该课题的实施，新建和完善了5个质谱仪器关键部件研发基地和10多个研究试验平台，培养了一批优秀的质谱仪器研发人员，为今后大型高端质谱仪器的自主研发奠定了基础。

我国成功研发二次离子质谱仪关键部件

【本刊讯】国家科技支撑计划课题“二次离子质谱仪器核心技术及关键部件研究与开发”不久前通过验收。通过该课题的实施，新建和完善了5个质谱仪器关键部件研发基地和10多个研究试验平台，培养了一批优秀的质谱仪器研发人员，为今后大型高端质谱仪器的自主研发奠定了基础。

大气单颗粒物中多环芳烃的二次离子质谱研究

采用二次离子质谱 (SIMS)对大气单颗粒物 (2 0 μm以下 )中的有机成分进行分析研究 ,从分析结果可以看出大气颗粒物中含有多环芳烃系列 (PAHs) 。

二次离子质谱学的新进展

简要回顾了二次离子质谱学的形成和发展 ,从原始概念出发概括分析了学科的特点 ,据此评述了其领域的拓宽和现状。结合近 5年来国内外的最新进展 ,以微电子学和光电子学为重点 ,兼顾生物和医学、地质和天体学科、纳米科技和环境监测等领域 ,讨论了其前沿在世纪之交对SIMS提出的挑战 ,介绍了定量分析和仪器的发展现状。有重点地结合一些实例 。

二次离子质谱的一次离子光学系统

二次离子质谱仪作为一种强大的表面分析工具,在表面分析领域有着非常广泛的应用。本文报道了一种用于二次离子质谱仪的一次离子光学系统,它可以对电子轰击电离源产生的一次离子进行有效的加速与聚焦,形成稳定的、能量在0～5kV范围内连续可调的离子束流。同时,该光学系统可以在两种聚焦模式下工作,产生两种不同性能的离子束流。实验结果表明,采用电子轰击电离源作为一次离子源的条件,该离子光学系统能够将离子束聚焦至直径为20μm的束斑,其一次离子束流密度最高可达到503.2mA/cm2,可以实现对一般样品(如材料或生物样品)的表面成分分析。

飞行时间二次离子质谱在摩擦学领域中的应用

介绍了二次离子质谱(SIMS)的结构、基本原理、分析特点,特别是飞行时间二次离子质谱在摩擦学研究领域,如对涂层及摩擦反应膜、润滑油添加剂的吸附与反应、硬磁盘/磁头摩擦界面中的应用与进展,指出了飞行时间二次离子质谱分析中存在的问题,希望为摩擦学领域学者在表面分析方面提供一些新的启示.

邻近铀微粒的二次离子质谱测量干扰研究

二次离子质谱(SIMS)测定铀微粒同位素比时,邻近微粒间可能产生干扰。在IMS-6f型SIMS上开展U350和U0002铀微粒在不同间距、不同测量顺序下铀同位素比测量研究,结果表明,微粒间距超过22μm(U350)和35μm(U0002)时,微粒的^(234)U/^(238)U、^(235)U/^(238)U、^(236)U/^(238)U测定结果与标称值相符;相同间距时,丰度低的微粒比丰度高的微粒受到的干扰严重,安全距离也更大;同一距离下,后测量的微粒比先测量的微粒受到的干扰严重,形貌疏松、尺寸小的微粒比密实、尺寸大的微粒受到的干扰严重。由已知两种丰度微粒计算得出的线性组合系数K_(4)(^(234)U/^(238)U)、K_(5)(^(235)U/^(238)U)和K_(6)(^(236)U/^(238)U)是否相近可以作为可疑混合微粒的判断准则。采用微操作进行单微粒剥离是消除相邻微粒干扰的有效方法。该工作为SIMS分析过程中有邻近微粒干扰时,发现、处理和排除可疑混合微粒数据,准确测量铀微粒同位素提供了参考。

二次离子质谱分析技术及应用研究

二次离子质谱(SIMS)是离子质谱学的一个分支,也是表面分析的有利工具。该方法能检测出微小区域内的微量成分,绝对检出限10-13—10-19g、相对检出限ppm—ppb;具有能进行杂质深度剖析和各种元素在微区范围内同位素丰度比的测量。结合IMS-6f型二次离子质谱仪器,本文对SIMS仪器和技术应用进行了综述。

钢铁厂平炉尘单颗粒物的二次离子质谱研究

采用二次离子质谱（ SIMS）对钢铁厂平炉尘单颗粒物（ 20μ m以下）进行分 析研究，鉴别其中的无机和有机成分。从分析结果可以看出该平炉尘中含有多种金属元素 ( 包括稀土元素 )和多环芳烃系列（ PAHS）。本文拟对颗粒物中氟化物的存在状态进行了初 步探讨。

二次离子质谱分析

一、引言 二次离子质谱(SecondaryIon Mass Spectrometry)是一种用于分析固体材料表面组分和杂质的分析手段.通过一次离子溅射,SIMS可以对样品进行质谱分析、深度剖析或成二次离子像.