石墨烯负载纳米Ag颗粒增强ToF-SIMS分子离子峰

制备石墨烯与纳米Ag颗粒的复合材料(AgNP-GE),并用作新型衬底/基质材料,研究了Ag纳米颗粒对有机物分子峰的增强检测机制。用溶液滴涂法将两种样品Irganox 1010与Risperidone分散到AgNP-GE衬底上,并以ToF-SIMS对其表征。实验发现,两种样品均检测出(M+Ag)^(+),但Irganox 1010更容易产生(M+Ag)^(+),而Risperidone更容易产生(M+H)^(+)。表明AgNP-GE衬底可以起到类似氧化银(AgO)衬底的作用而形成(M+Ag)^(+)。由于石墨烯衬底自身有助于有机分子的(M+H)^(+)的形成,AgNP-GE有望成为提高有机物分子的分子离子峰检测灵敏度的一种新型基质材料。

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

SIMS在碲镉汞红外焦平面探测器工艺中的应用

文章介绍了二次离子质谱仪的结构及其基本工作原理,并通过对典型应用的分析,介绍了二次离子质谱分析技术在高灵敏度碲镉汞红外焦平面探测器材料和器件制备工艺中的作用,特别是在结探监测和微量杂质监控方面所发挥的重要作用。

TOF-SIMS样品光学成像系统设计

本研究为飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)设计了一种具有高空间分辨率的样品光学成像系统。该系统由一种改进的Schwarzschild双反射系统、45°反射镜、变焦镜头及CCD图像传感器构成。采用ZEMAX软件对传统Schwarzschild模型进行计算和改进,得出系统优化参数并进行仿真验证。仿真结果表明:系统最佳的成像分辨率达1μm,极限分辨率为0.4μm,RMS半径小于艾里斑直径,波像差满足瑞利判据,成像质量良好。

TOF-SIMS用于有机混合物分析的数据处理方法

在对二次离子质谱的谱图的进行研究的基础上，提出了利用计算机进行二次离子质谱分析的数据处理方法，并已实现了其中的大部分内容．利用该方法处理复杂有机物的质谱图，可以自动输出不同有机物系列的质谱图，且易于分析，不受无机物和仪器噪音的干扰，还可以提取一系列的定量参数，节省质谱解析的时间，从而更好地分析有机混合物的组成及结构特征．

XPS、AFM和ToF-SIMS的工作原理及在植物纤维表面分析中的应用

介绍了先进的表面分析仪器化学分析电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)、含飞行时间分析器的二次离子质谱仪(ToF-SIMS)的工作原理,回顾了近年来它们在植物纤维表面分析中的成功应用,综合利用XPS、AFM及ToF-SIMS方法,可分析和解决制浆造纸过程中的现象和问题。

用于TOF-SIMS的锆石样品图像自动聚焦算法

为满足现代二次离子质谱仪(SIMS)锆石样品图像自动聚焦系统对聚焦准确度的要求,提出了一种具有自动消除噪声功能的锆石样品图像自动聚焦算法,并将其应用于飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)。该算法包括锆石图像识别分割法、分段式聚焦算法和调焦控制策略。在聚焦远峰区,采用Roberts算子的聚焦评价函数及差分累加的调焦控制策略进行粗调;在聚焦近峰区,捕捉图像中的锆石目标进行识别分割,采用局部坐标算子的聚焦评价函数与爬山法相结合的调焦控制策略进行聚焦细调。实验结果表明:该算法聚焦准确率达99%,可有效抑制噪声干扰,实现了对锆石样品图像的自动、准确聚焦。

硅基GaN外延层的SIMS及XPS研究

采用真空反应法在硅基上制备出了GaN外延层。利用二次离子质谱和X射线光电子能谱对GaN外延层进行了深度剖析和表面分析。结果表明 ,外延层中Ga和N分布均匀 ;在表面处Ga发生了偏聚 ;外延层中还存在Si,O等杂质 ,但这些并未影响到GaN外延层的物相及发光性能。实验还表明 。

Ge/Pd/n-GaAs低阻欧姆接触的SIMS分析

采用Ge／Pd／GaAs结构和快速热退火在n－GaAs上形成了低阻欧姆接触。利用H次离子质谱（SIMS）技术揭示和讨论了低欧姆接触形成的机理。比较了采用X+和CsX+信号检测的Ge，Pd，Ga和As的深度分布。结果表明采用CSX+可以提供更准确的结果和成分信息。

GaP低阻欧姆接触层的AES和SIMS分析

本文用AES和SIMS分析讨论了p-GaP与三层金属膜Pd/Zn/Pd形成良好欧姆接触层的性质.

基于LabVIEW面向对象的TOF-SIMS仪器控制软件

飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)作为一种重要的表面分析工具被广泛应用,本研究为其开发了一套仪器控制软件。基于LabVIEW面向对象方法建立了仪器部件控制类库,结合消息驱动机制完成了软件结构设计。所开发的软件能够实现对离子光学系统、真空系统和三维样品台等仪器子系统的部件控制。应用该软件控制仪器进行了锆石样品的TOF-SIMS实验,完成了锆石样品谱图的获取,结果表明,该软件能够满足仪器对控制软件的要求。此外,软件结构具有良好的可重用性和可扩展性,以及硬件更改对软件影响小等优点,该软件设计方法可用于类似仪器控制软件的开发。

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。

FIB-TOF-SIMS联用技术在矿物学研究中的应用

基于聚焦离子束扫描电子显微镜的飞行时间二次离子质谱联用技术同时具备了聚焦离子束高空间分辨率以及飞行时间二次离子质谱轻元素、同位素分析以及较低的元素检出限的优势。可以实现:扫描电镜下原位分析H、Li、Be、B等轻元素;元素分布的纳米级横向空间分辨率;元素三维空间分布。能够同时得到纳米级矿物的形貌、元素组成以及元素空间分布信息,该技术在地学领域有广阔的应用前景。

表面残留有机沾污物的TOF－SIMS及XPS研究

飞行时间次级离子质谱（ＴＯＦ－ＳＩＭＳ）结合Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）分析了用化学方法清洗后、银片上残留的未知的有机物。结果显示，有机沾污物主要是一些含１８～３０碳原子、碳链饱和度很高的酮类和酯类化合物；个别有机物可能是硬脂酰胺。这种结构特点使有机物中的Ｃ＝Ｏ基团易于采取氧原子指向基体表面的取向，通过带部分负电荷的氧原子与金属基体镜像力的作用而增强粘附。ＴＯＦ－ＳＩＭＳ二维离子像显示有机沾污物在银片表面上呈极稀薄的均匀分布。

GaN单晶中Mg含量的SIMS定量分析方法

GaN材料是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料,在其单晶材料的研制过程中,掺杂剂Mg的含量对生长p型GaN有重要影响,所以对Mg浓度的精确测定至关重要。采用相对灵敏度因子法,以离子注入样品为参考样品,对GaN单晶中Mg元素含量的二次离子质谱(SIMS)定量分析方法进行了研究,并通过改变扫描面积,使GaN单晶中Mg元素浓度的检测限达到5.0×1015 cm-3。该方法具有高稳定性(精密度小于10%)和可靠性,在没有可溯源参考样品的情况下,可自制参考样品实现对GaN晶体中Mg含量的SIMS定量分析。该方法成为GaN单晶中Mg杂质含量的可行的检测方法之一。

环氧树脂的飞行时间次级离子质谱仪（TOF—SIMS）分析

用飞行时间次级离子质谱仪（ＴＯＦ—ＳＩＭＳ）结合银离化技术，研究了两种型号的环氧树脂；发现了一些不同结构的成分。

新疆汉代羊毛织物染料的飞行时间二次离子质谱表征

汉代女性干尸着鲜艳的红-蓝-浅黄三色羊毛纤维编制的华丽服饰,本研究以织物片段作为研究样本,主要采用飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)法对其染料进行表征。离子成像与高质量分辨数据显示:红色纤维表面产生汞同位素离子(^(202)Hg+和^(199)Hg+)、汞-硫离子(HgS^(+),m/z 234)、硫同位素离子(^(32)S−和^(34)S−)等,指示其染料属于天然无机矿物朱砂(HgS);蓝色纤维则出现目标化合物的准分子离子m/z 263([M+H]^(+)),以及合理的碎片离子系列,如m/z 235(C_(15)H_(11)N_(2)O^(+))和m/z 247(C_(16)H_(11)N_(2)O^(+))等,指示其呈色来自经典天然植物有机染料靛蓝(C_(16)H_(10)N_(2)O_(2),分子质量262.0742);浅黄纤维未检出有机染料(如姜黄)或无机染料(如铁黄),其呈色可能是白色羊毛自然老化陈旧所致。本工作表明,擅长微区原位与超高灵敏度检测的TOF-SIMS法既适用于有机染料分析,也适用于无机染料分析,该方法有望在考古和博物馆馆藏相关研究中获得广泛应用。

非均匀GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器材料表征和器件性能研究

本文利用分子束外延(MBE)技术成功生长了GaAs/AlGaAs非均匀量子阱红外探测器材料,并对相关微结构作了细致表征。分析比较了非均匀量子阱结构和常规量子阱红外探测器性能差异,并对比研究了不同势阱宽度下非均匀量子阱红外探测器的性能变化。通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)结合能谱仪(EDS)对非均匀量子阱红外探测器材料微结构进行了分析,并利用二次离子质谱仪(SIMS)对非均匀势阱掺杂进行了表征。结果表明,该量子阱外延材料晶体质量很好,量子阱结构和掺杂浓度也与设计值符合较好。对于非均匀量子阱红外探测器,通过改变每个阱的掺杂浓度和势垒宽度,可以改变量子阱电场分布,而与传统的均匀量子阱红外探测器相比,其暗电流显著下降(约一个数量级)。在不同阱宽下,非均匀量子阱的跃迁模式发生改变,束缚态到准束缚态跃迁模式下(B-QB)的器件具有较高的黑体响应率以及较低的暗电流。

基于质谱的单细胞分析技术研究新进展

细胞是生物体最基本的结构和功能单位。近年来,人们对细胞异质性的关注越来越多。为了分析细胞的这种异质性,避免单细胞信息被群体细胞的平均值所淹没,单细胞分析技术不断发展起来。由于单细胞的体积小,内含物质含量低且种类繁多,某些物质在细胞内的变化迅速,分析过程中不同物质之间相互干扰,造成了单细胞分析极具挑战性。基于质谱的单细胞分析技术具有通用性强、无需标记、高灵敏度、高分辨率、高选择性的优点,已逐渐在单细胞分析技术中脱颖而出,成为单细胞分析的理想工具。本文系统地总结了近5年来基于质谱的单细胞分析技术的最新进展,包括电喷雾电离质谱、激光解吸电离质谱、二次离子质谱、电感耦合等离子体质谱,并对未来的研究和技术方向进行展望,希望为单细胞质谱分析技术的研究提供参考。