SIMS介紹

當固體樣品被幾keV能量的一次離子濺射時，從靶發射出來的一部分顆粒被電離。二次離子質譜法是使用質譜儀分析這些二次離子。離子轟擊下固體表面的二次離子發射提供了有關其最上面的原子層的元素、同位素和分子組成的信息。根據化學環境和濺射條件（離子、能量、角度），二次離子產生率會有很大的變化。這會增加該技術的量化方面的復雜性。無論如何，SIMS被公認為最靈敏的元素和同位素表面分析技術。

SIMS技術為氫到鈾及其以上的所有元素（許多元素的檢出限低至ppb級）提供了極高靈敏度、高橫向分辨率映射（低至40納米）以及非常低的本底的獨特組合，可實現高動態范圍（超過5個數量級范圍）。這種技術本身具有“破壞性”的性質（物質濺射）。它可以應用于可在真空下保存的任何類型的固體材料（絕緣體、半導體、金屬）。

動態SIMS模式

雖然靜態SIMS集中在首個頂層單層上，主要提供分子表征；但在動態SIMS模式下，采用了從亞納米到幾十納米的深度分辨率范圍對痕量元素的主體組成和深度分布進行分析。

動態SIMS儀器配備有氧和銫一次離子束以分別增強正和負二次離子濃度。從表面開始（或通過界面），當注入靶中的一次離子劑量增加時，取決于濺射條件和靶的性質，一次離子濃度（氧或銫）將達到平衡。該平衡對應于濺射穩態，并且一旦達到，就可以使用相對靈敏度因子對參考標準樣品進行可靠的定量。

動態SIMS的主要應用之一是痕量元素的深度分布分析（例如，半導體中的摻雜物或污染物）。離子碰撞能量根據感興趣的深度和所需的深度分辨率進行調整。低能量（低至150eV）用于減少因碰撞級聯引起的原子混合，并將深度分辨率提高到亞納米級別。高能量（高達20keV）被選擇用來進行更深入（數十微米）、速度更快（每分鐘微米的濺射速率）的分析，并降低檢出限。動態SIMS也經常用于高分辨率成像分析和高精度同位素比值測量。

所有CAMECA SIMS儀器均已針對動態SIMS分析進行優化。

CAMECA：SIMS全球領導者

自20世紀60年代首創二次離子質譜儀以來，CAMECA已經開發了一套完整的SIMS產品系列。我們的每款高端儀器均確保為特定應用提供最佳性能。