现代分析测试技术-SIMS.ppt

,AES分析方法原理 AES谱仪基本构成 AES谱仪实验技术 AES谱图分析技术,俄歇电子能谱（AES）大本讲义,SIMS基本结构及技术特点 XPS/AES/SIMS方法比较,二次离子质谱分析技术,离子溅射过程：一定能量的离子打到固体表面引起表面原子、分子或原子团的二次发射溅射离子；溅射的粒子一般以中性为主，有1%的带有正、负电荷二次离子； 二次离子质谱：利用质量分析器接收分析二次离子质量电荷比值（m/Z）获得二次离子质谱，判断试样表面的元素组成和化学状态； 溅射产额：影响二次离子产额因素与入射离子能量、入射角度、原子序数均有一定关系，并与靶原子的原子序数、晶格取向有关；,离子溅射与二次离子质谱,聚苯乙烯的二次离子质谱,离子源,质量分析器,检测器,二次离子质谱,二次离子深度分析,二次离子分布图像,二次离子质谱系统结构示意图,1,2,3,4,5,初级离子枪：热阴极电离型离子源，双等离子体离子源，液态金属场离子源；离子束的纯度、电流密度直接影响分析结果； 二次离子分析器：分析质荷比磁偏式、四极式（静态SIMS ）、飞行时间式（流通率高，测量高质量数离子）质量分析器；分析能力取决于分析器的穿透率及质量解析能力； 离子探测器：离子流计数高离子电流采用法拉第杯；低离子电流采用电子倍增管； 数据采集和处理系统：控制分析工作的进行与数据处理； 主真空室：10-7 Pa保持清洁表面； 辅助装置：电子中和枪分析绝缘样品时，表面局部带电会改变二次离子发射的中和表面的荷电效应；,二次离子质谱仪基本部件,可以在超高真空条件下得到表层信息； 可检测包括H在内的全部元素； 可检测正、负离子； 可检测同位素； 可检测化合物，并能给出原子团、分子性离子、碎片离子等多方面信息； 可进行面分析和深度剖面分析； 对很多元素和成分具有ppm甚至ppb量级的高灵敏度；,二次离子质谱系统基本特性,表面元素定性分析 表面元素定量分析技术 元素深度剖面分析 微区分析 软电离分析,二次离子质谱分析技术,分析特点：不断剥离下进行SIMS分析获得各种成分的深度分布信息； 深度分辨率：实测的深度剖面分布与样品中真实浓度分布的关系入射离子与靶的相互作用、二次离子的平均逸出深度、入射离子的原子混合效应、入射离子的类型，入射角，晶格效应都对深度分辨有一定影响。,动态SIMS深度剖面分析,SIM/IMS材料表面面分布技术：空间分辨率可达亚微米量级,动态SIMS面分布分析,有机物分析:适合不挥发、热稳定较差的,静态SIMS软电离分析技术,表面探测深度：探测时对表面的破坏性 元素检测范围： 检测灵敏度：最小可检测的灵敏度，检测灵敏度对不同元素的差别； 微区分析能力：空间分辨率； 谱峰分辨率：元素的化学态的判断；是否易于识谱； 最优势特性：化学信息；微区分析；检测灵敏度；,XPS/AES/SIMS技术特点比较,