Spectrometria de masă a ionilor secundari

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 10 februarie 2018; verificările necesită 4 modificări .

Spectrometria de masă cu ioni secundari (SIMS ) este o  metodă pentru obținerea de ioni din compuși slab volatili, polari și instabili termic în spectrometria de masă .

Inițial, a fost folosit pentru a determina compoziția elementară a substanțelor slab volatile, dar mai târziu a început să fie folosit ca metodă de desorbție pentru ionizarea moale a substanțelor organice. Folosit pentru analiza compoziției suprafețelor solide și a peliculelor subțiri. SIMS este cea mai sensibilă tehnică de analiză a suprafeței, capabilă să detecteze prezența unui element în intervalul de 1 parte per miliard.

Esența metodei

Proba este iradiată cu un fascicul focalizat de ioni primari (de exemplu , , , ) cu energii de la 100 eV la câțiva keV (în metoda FAB se folosește energie mare). Fasciculul de ioni secundari rezultat este analizat folosind un analizor de masă pentru a determina compoziția elementară, izotopică sau moleculară a suprafeței.

Randamentul de ioni secundari este de 0,1-0,01%.

Istorie

Vacuum

Metoda SIMS necesită crearea unor condiții de vid înalt cu presiuni sub 10 -4 Pa (aproximativ 10 -6 m bar sau mmHg ). Acest lucru este necesar pentru a se asigura că ionii secundari nu se ciocnesc cu moleculele de gaz ambiental în drumul lor către senzor ( cale liberă medie ) și, de asemenea, pentru a preveni contaminarea suprafeței prin adsorbția particulelor de gaz ambiental în timpul măsurării.

Aparat de masura

Analizorul clasic bazat pe SIMS include:

  1. un pistol de ioni primari care produce un fascicul de ioni primari;
  2. colimator ionic primar, care accelerează și concentrează fasciculul asupra eșantionului (în unele dispozitive cu capacitatea de a separa ionii primari cu un filtru special sau de a crea pulsația fasciculului);
  3. o cameră cu vid înalt care conține o probă și o lentilă ionică pentru extragerea ionilor secundari;
  4. un analizor de masă care separă ionii în funcție de raportul lor încărcare-masă;
  5. dispozitive de detectare a ionilor.

Soiuri

Distingeți între modurile static și dinamic ale SIMS.

Modul static

Se utilizează un flux ionic scăzut pe unitate de suprafață (< 5 nA/cm²). Astfel, suprafața studiată rămâne practic nevătămată.

Este folosit pentru studiul probelor organice.

Mod dinamic

Fluxul de ioni primari este mare (de ordinul μA/cm²), suprafața este examinată secvenţial, cu o rată de aproximativ 100 angstromi pe minut.

Modul este distructiv și, prin urmare, mai potrivit pentru analiza elementară.

Eroziunea probei face posibilă obținerea unui profil al distribuției substanțelor în profunzime.

Literatură

Link -uri