Подробное объяснение технологии вторичной ионной масс-спектрометрии (ВИМС): анализ и применение.

Масс-спектрометрия вторичных ионов Ion Mass Spectrometry,SIMS）Это аналитическая технология, используемая для глубокого анализа поверхностной и подповерхностной структуры образцов.；Он распыляет вторичные ионы с поверхности образца.,Затем массу и концентрацию этих ионов анализируют с помощью масс-спектрометра.,Таким образом, можно получить химический состав и структурную информацию о поверхности и недрах образца.

1. Основные принципы

1. Распыление образца: технология SIMS использует ионный луч (обычно ионы металлов, таких как Ar+), генерируемый источником ионов, для бомбардировки поверхности образца. Ионный луч взаимодействует с поверхностью образца, вызывая образование атомов или молекул на поверхности образца; выплюнул.

2. Генерация вторичных ионов: распыленные атомы или молекулы получают достаточную кинетическую энергию под действием электрического поля, отрываются от поверхности образца и ускоряются. Эти распыленные атомы или молекулы сталкиваются с окружающими атомами или молекулами во время процесса ускорения, образуя новый вторичный элемент; ионы.

3. Масс-спектрометрический анализ: вторичные ионы вводятся в масс-спектрометр, и под действием магнитных и электрических полей вторичные ионы отделяются и обнаруживаются в соответствии с соотношением массы и заряда (m/z) путем анализа массы; и концентрацию вторичных ионов. Можно получить информацию о химическом составе и структуре на поверхности и под поверхностью образца.

2. Углубленный анализ

1. Разрешение по глубине: технология SIMS имеет высокое разрешение по глубине и может проводить анализ глубины от микрон до нанометров на поверхности образца. Это означает, что SIMS может обнаруживать крошечные области под поверхностью образца и раскрывать информацию о химическом составе и структуре поверхности образца. .

2. Аналитическая чувствительность: технология SIMS обладает высокой аналитической чувствительностью и может обнаруживать следовые компоненты на поверхности и под поверхностью образца, что очень эффективно для анализа загрязнений, покрытий и т. д. под поверхностью образца;

3. Многоэлементный анализ: технология SIMS позволяет одновременно анализировать содержание и распределение нескольких элементов в образце, что имеет большое значение для изучения многоэлементных взаимодействий и синергетических эффектов в образце;

3. Случаи применения

1. Анализ полупроводниковых материалов: технология SIMS широко используется при анализе полупроводниковых материалов, таких как кремниевые пластины, фоторезисты, слои металлизации и т. д., с помощью SIMS-анализа можно оценить качество, однородность и концентрацию легирования полупроводниковых материалов, а также можно оценить качество полупроводниковых устройств. Предоставляет важную информацию для производства и оптимизации.

2. Анализ материала покрытия: технологию SIMS можно использовать для анализа состава и толщины материалов покрытия, таких как краска, керамические покрытия, защитные покрытия и т. д., с помощью SIMS-анализа можно оценить характеристики и стабильность материалов покрытия, чтобы обеспечить; решения для нанесения покрытий. Обеспечить поддержку исследований, разработок и применения слоистых материалов.

3. Анализ биологических образцов: технология SIMS может использоваться для анализа микроэлементов и органических соединений в биологических образцах, таких как клеточные мембраны, белки, ДНК и т. д., посредством анализа SIMS можно выявить химический состав и структурную информацию в биологических образцах; , обеспечивая основу для биологических исследований и предоставляя важные данные для разработки лекарств.

4. Анализ проб окружающей среды: технология SIMS может использоваться для анализа загрязняющих веществ и тяжелых металлов в пробах окружающей среды, таких как почва, вода, воздух и т. д., посредством анализа SIMS можно оценить содержание и распределение загрязняющих веществ в пробах окружающей среды, обеспечивая основа для мониторинга окружающей среды и загрязнения Обеспечить научную основу для управления.

4. Тенденция развития

1. Технологические инновации: благодаря постоянному развитию материаловедения, химической инженерии и других областей технология SIMS позволит достичь более высокой аналитической чувствительности, лучшего разрешения по глубине и более высокой скорости анализа за счет оптимизации структуры и материалов SIMS, что может еще больше улучшить применение; объем SIMS при углубленном анализе.

2. Расширение области применения: технология SIMS будет применяться в большем количестве областей, таких как биомедицина, мониторинг окружающей среды, материаловедение и т. д., в то же время она будет сочетаться с другими технологиями (такими как спектроскопия, технология визуализации и т. д.); для достижения многопараметрического высокопроизводительного анализа.

3. Популяризация. По мере развития технологии и снижения затрат SIMS будет популяризироваться в большем количестве лабораторий и научно-исследовательских институтов, обеспечивая мощную поддержку научных исследований и промышленного производства.

4. Обработка и анализ данных. Для огромных объемов данных, генерируемых в процессе обнаружения SIMS, исследователи разработают более эффективные и точные методы обработки и анализа данных для повышения качества исследований.