Másodlagos ionok tömegspektrometriája
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2018. február 10-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 4 szerkesztést igényelnek .A szekunder ionos tömegspektrometria (SIMS ) egy módszer ionok előállítására alacsony illékonyságú, poláris és termikusan instabil vegyületekből tömegspektrometriában .
Kezdetben a gyengén illékony anyagok elemi összetételének meghatározására használták, később azonban szerves anyagok lágy ionizációjának deszorpciós módszereként kezdték használni. Szilárd felületek és vékonyrétegek összetételének elemzésére szolgál. A SIMS a legérzékenyebb felületelemzési technika, amely képes kimutatni egy elem jelenlétét az 1 rész per milliárd tartományban.
A módszer lényege
A mintát 100 eV és több keV közötti energiájú primer ionok fókuszált nyalábjával (például , , , ) sugározzuk be (a FAB módszerben nagy energiát használnak). A keletkező másodlagos ionnyalábot tömegelemzővel elemzik a felület elemi, izotópos vagy molekuláris összetételének meghatározására.
A szekunder ionok hozama 0,1-0,01%.
Történelem
Vákuum
A SIMS módszer 10 -4 Pa (körülbelül 10 -6 m bar vagy Hgmm ) alatti nyomású nagyvákuum-feltételek létrehozását igényli . Erre azért van szükség, hogy a másodlagos ionok ne ütközzenek a környezeti gázmolekulákkal az érzékelőhöz vezető úton ( átlagos szabad út ), valamint hogy megakadályozzuk a felület szennyeződését a környezeti gázrészecskék mérés közbeni adszorpciójával .
Mérőeszköz
A klasszikus SIMS-alapú analizátor a következőket tartalmazza:
- primer ionsugarat előállító primer ionágyú;
- primer ionkollimátor, amely felgyorsítja és a mintára fókuszálja a nyalábot (egyes eszközökben, amelyek képesek az elsődleges ionok speciális szűrővel történő szétválasztására vagy sugárpulzáció létrehozására);
- nagy vákuumkamra, amely egy mintát és egy ionlencsét tartalmaz a másodlagos ionok kivonására;
- tömegelemző, amely az ionokat töltés/tömeg arányuk szerint választja el;
- ionérzékelő eszközök.
Fajták
Tegyen különbséget a SIMS statikus és dinamikus üzemmódja között.
Statikus mód
Alacsony területegységenkénti ionáramot használnak (< 5 nA/cm²). Így a vizsgált felület gyakorlatilag sértetlen marad.
Szerves minták vizsgálatára használják.
Dinamikus mód
A primer ionok áramlása nagy (μA/cm² nagyságrendű), a felületet szekvenciálisan vizsgáljuk, körülbelül 100 angström/perc sebességgel.
A mód destruktív, ezért alkalmasabb elemanalízisre.
A minta eróziója lehetővé teszi az anyagok mélységi eloszlásának profiljának meghatározását.
Irodalom
- J. Maan, V. Spicer, A. Liebsch et al., Electronic and ion spectroscopy of solids / L. Firmans, J. Vannick, V. Dekeyser. - M . : Mir, 1981. - 467 p.
- Afanasjev V.P. Szilárd testek elektronikus és ionspektroszkópiája // Soros Oktatási Folyóirat, 1999, 2. sz., p. 110-116.
Linkek
A Wikimedia Commons rendelkezik másodlagos ion tömegspektrometriával kapcsolatos adathordozókkal
