Sekundaaristen ionien massaspektrometria

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 10. helmikuuta 2018 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 4 muokkausta .

Sekundaarinen ionimassaspektrometria (SIMS ) on menetelmä  ionien saamiseksi heikosti haihtuvista, polaarisista ja termisesti epästabiileista yhdisteistä massaspektrometriassa .

Aluksi sitä käytettiin vähän haihtuvien aineiden alkuainekoostumuksen määrittämiseen, mutta myöhemmin sitä alettiin käyttää desorptiomenetelmänä orgaanisten aineiden pehmeässä ionisaatiossa. Käytetään kiinteiden pintojen ja ohuiden kalvojen koostumuksen analysointiin. SIMS on herkin pinta-analyysitekniikka, joka pystyy havaitsemaan elementin läsnäolon alueella 1 ppm.

Metodin olemus

Näyte säteilytetään fokusoidulla primääri-ionisäteellä (esim . , , ) energioilla 100 eV - useita keV (FAB-menetelmässä käytetään suurta energiaa). Tuloksena oleva sekundäärinen ionisuihku analysoidaan massa-analysaattorilla pinnan alkuaine-, isotooppi- tai molekyylikoostumuksen määrittämiseksi.

Sekundaaristen ionien saanto on 0,1-0,01 %.

Historia

Tyhjiö

SIMS-menetelmä edellyttää korkeatyhjiöolosuhteiden luomista alle 10 -4 Pa (noin 10 -6 m bar tai mmHg ) paineilla. Tämä on tarpeen sen varmistamiseksi, etteivät sekundääriset ionit törmää ympäristön kaasumolekyyleihin matkalla anturiin ( keskimääräinen vapaa reitti ) ja myös estääkseen pinnan kontaminoitumisen ympäristön kaasuhiukkasten adsorptiosta mittauksen aikana.

Mittauslaite

Klassinen SIMS-analysaattori sisältää:

  1. primaarisen ionisäteen tuottava primääri-ionitykki;
  2. primääri-ionikollimaattori, joka kiihdyttää ja fokusoi säteen näytteeseen (joissakin laitteissa, joilla on kyky erottaa primääri-ionit erityisellä suodattimella tai luoda säteen pulsaatio);
  3. korkeatyhjökammio, joka sisältää näytteen ja ionilinssin sekundääri-ionien uuttamiseksi;
  4. massa-analysaattori, joka erottaa ionit niiden varaus-massa-suhteen mukaan;
  5. ionintunnistuslaitteet.

Lajikkeet

Erota SIMS:n staattiset ja dynaamiset tilat.

Staattinen tila

Käytetään pientä ionivirtaa pinta-alayksikköä kohti (< 5 nA/cm²). Siten tutkittu pinta pysyy käytännössä vahingoittumattomana.

Sitä käytetään orgaanisten näytteiden tutkimukseen.

Dynaaminen tila

Primääri-ionien virtaus on suuri (luokkaa μA/cm²), pintaa tutkitaan peräkkäin, nopeudella noin 100 angströmiä minuutissa.

Tila on tuhoava ja siksi sopivampi alkuaineanalyysiin.

Näytteen eroosio mahdollistaa aineiden syvyysjakauman profiilin saamisen.

Kirjallisuus

Linkit