能谱和SIMS的比喻_仪器信息网社区

zhy1005

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2005/7/5 12:44:00 11楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

一定动能（102—104ev）的离子与固体表面原子作二体碰撞，近表面的原子接受入射粒子赋予的动量而发生位移。当获得的能量大于结合能时成为反弹粒子。
具有足够动能的反弹粒子与其它原子作进一步的碰撞而形成联级过程，近表面反弹粒子的动能在表面法向分量大于表面势垒时，即可逸出固体表面而进入真空。
入射粒子的能量也足以使反弹粒子处于激发态，其中一部分处于电离态，离子直接发射至真空而成为二次离子的几率极小。因为在固体内部离子复合成中性原子以前能够存活的时间远远短于它们输送到表面所需的时间。
发射到真空中的二次离子只能是中性原子在表面附近电离的结果。故二次离子的发射机理可以分成溅射和电离二个相对独立的过程。

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2005/7/5 12:46:00 12楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

借助入射离子的功能将表面原子或分子溅射入真空，由质谱计测定发射的二次离子质量，从而确定表面的组成。
特点：
（1）分析灵敏度高，可检测PPM的含量，甚至PPb，但灵敏度随元素不同，差别可达三个数量级以上。
（2）指纹鉴定性能好，可分析H 及大分子量的离子。
（3）分析的表面性好，尽管Kev能量的初级离子进入样品较深，但发射的二次离子来自最表面的几层原子。
（4）束斑直径达1μm，易于获得表面组成的三维分布。
缺点——初级离子引起表面状态变化过多：
（1）二次离子的发射表明了表面结构的变化，一般使晶面无序化。
（2）绝大部分样品内部注入了初级离子而没有离开。
（3）初级离子不尽会使吸附物脱附，而且可使真空室中的剩余气体被样品吸附，增加沾污程度。
（4）初级离子使样品表面及以下部分的原子相混，改变了原有成分的深度分布。
（5）初级和二次离子形成的电场会加剧扩散过程，引起表面偏析。

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2005/7/5 12:49:00 13楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

作表面组成的指纹鉴定时，从质谱峰位的质量数可以确定二次离子所属元素或化合物，所用的标准谱是具有同位素相对丰度的元素周期表或质谱表。
Ij=G IpCjYjαj
Ij-----第j 种二次离子流强度。
G-----质谱仪的传输效率。
Ip------初级离子流强度。
Cj-----第j中原子百分浓度。
Yj----溅射产额=（出射的二次粒子数）/（入射粒子数）。
αj---电离几率。
Y和α目前缺乏有效的理论计算法。用标准试样法和灵敏度因子法是目前流行的方法。

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2005/7/5 12:53:00 14楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

Joseph Thomson爵士在1910年偶然发现如果采用具有一定能量的离子轰击物体表面将会使表面发射出阳离子。
在1950年，这种发射效应作为一种分析手段即我们大家熟知的二次离子质谱而被用于分析中。
在1970年，出现了商业化的二次离子质谱仪器。
这种分析方法是一种非常有效的材料分析手段。尽管如此，在许多领域中，二次离子质谱并没有充分的发挥它的分析潜力。
这种状况使二次离子质谱技术好像躲藏在黑暗中的怪兽，一个强壮的、没有任何疑惑的怪兽，但是人们必须非常小心的，而且只有那些专家甚至是有魔力的人才可以征服它。

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shxie

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2005/7/5 14:43:00 15楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

原文由 zhy1005 发表:
这种分析方法是一种非常有效的材料分析手段。尽管如此，在许多领域中，二次离子质谱并没有充分的发挥它的分析潜力。
这种状况使二次离子质谱技术好像躲藏在黑暗中的怪兽，一个强壮的、没有任何疑惑的怪兽，但是人们必须非常小心的，而且只有那些专家甚至是有魔力的人才可以征服它。

谢谢大象兄，我看了之后觉得的确很难控制啊，仪器的原理是将表面很少的原子溅射出来，然后将更少的其中电离的离子进行检测分析，而且其中有很多不确定因素，那么这种仪器主要用来做什么呢？半导体表面分析？

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