TOF-SIMS产品科技

TOF-SIMS

    飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）是一种非常灵敏的表面分析技术，适用于许多工业和研究应用。 TOF-SIMS是SIMS（二次离子质谱）分析技术与飞行时间质谱分析器（TOF）相结合的首字母缩写。该技术提供了有关样品表面、薄层、界面的详细元素和分子信息，并能提供全面的三维分析。其用途广泛，包括半导体，聚合物，涂料，涂层，玻璃，纸张，金属，陶瓷，生物材料，药品和有机组织。

    在TOF-SIMS分析时，固体表面被几千电子伏特能量的一次离子轰击。一次离子的能量通过连续的原子碰撞转移到目标原子，从而形成所谓的“级联碰撞”。部分能量被输送回表面，使表面原子和分子化合物克服表面结合能溅射出表面。级联碰撞与表面分子的相互作用很弱而不破坏分子结构，即使质量高达12,000 u的大型非挥发性分子也可以在没有碎片或者只有很少量碎片的情况下离开表面。 SIMS是一种非常表面灵敏的分析技术，因为发射的粒子来自样品最表面的一个或两个单原子层。大多数的发射粒子是电中性的，但是有一小部分带正电或带负电，这就是二次离子。采用飞行时间质量分析（TOF）对二次离子进行接收，即可得到关于样品表面的元素和分子组成的详细信息。

    飞行时间质谱（TOF）基于以下原理：具有相同能量但不同质量的离子以不同的速度行进。

    静电场将产生的二次离子加速到相同的能量。加速的二次离子在飞行管内通过漂移路径到达二次离子检测器。较轻的二次离子以较高的速度飞行并先于较重的离子到达二次离子检测器。通过测量每个二次离子的飞行时间可以确定其质量。此加速-飞行-接收过程的重复频率高达50kHz。

    先进的TOF质量分析器可补偿二次离子初始能量和发射角度的微小差异，从而实现高质量分辨率。线性漂移路径和离子镜（即二次离子反射器）的组合允许质量分辨率（M / dM）高于30,000。与四极杆型和磁偏转型分析仪相比，这种设计方案的主要优点是“极高的传输率，并行检测所有质量以及质量范围不受限制”。

    脉冲式的一次离子束可以聚焦成为一个微小束斑（即微探针模式），再通过扫描可以确定元素和分子的横向分布。在这种操作模式下，可以实现低至50nm的横向分辨率。

    在二次离子的漂移期间，提取场处于关闭状态，并且在此期间可以使用低能电子中和掉由一次或二次粒子引起的表面正电荷累积（即电荷补偿）。由此可以顺利地分析所有类型的绝缘固体材料。

    在提取场关闭期间，也可施加低能量离子束作用于样品表面，对样品进行剥蚀。在这种情况下，低能量离子束将在样品表面形成一个溅射坑，这个溅射坑的中心由脉冲式一次离子束进行分析（即双束深度剖析）。

  阿斯

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