飞秒激光用作电离源的二次中性粒子质谱技术

采用纳秒激光代替二次离子质谱中的离子束溅射金属样品,用飞秒激光电离溅射产生的中性溅射粒子,利用自行研制的反射式飞行时间质谱分析相应的离子强度分布和速度分布。研究表明,纳秒激光溅射产物中中性粒子占很大比例,飞秒激光后电离技术可以将检测灵敏度提高60倍以上;通过调节飞秒激光与溅射激光之间的延时,可以获得溅射产生的中性粒子分布,此分布符合Maxwell-Boltzmann模型。在定量分析方面,本方法获得了准确的同位素比例。合金的实验结果表明,本技术在用于成分定量分析之前需要提前标定。本方法在同位素分析应用中具有潜在应用价值。

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。