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次級離子�(zhì)�
閱讀�3660時間�2018-06-21 09:45:30

次級離子�(zhì)譜是20世紀70年代以來�(fā)展起來的一種表面分析技�(shù)�

目錄

分類

  它是以離子轟擊固體表�,再將從表面濺射出來的次級離子引入質(zhì)量分析器,�(jīng)過質(zhì)量分離后從檢�-記錄系統(tǒng)得出被分析表面的元素或化合物的組��
  由于離子束射入固體表面時的穿透深度要比電子來得淺,所以次級離子法是一種有效的表面分析�。又由于離子的質(zhì)量較大,因而原離子束與表面原子之間有較大的動能交換,使表面原子�(chǎn)生一定程度的濺射。只要采用低能量、低束流密度的原離子�,這種濺射效應(yīng)對表面的破壞作用是能夠減小到表面分析所允許的程度的�
  按不同工作模�,次級離子質(zhì)譜儀器可分為靜態(tài)次級離子�(zhì)譜計、動�(tài)次級離子�(zhì)譜計、次級離子成像質(zhì)譜計和次級離子微探測��
  靜態(tài)次級離子�(zhì)譜計是在超高真空條件下(10-8�10-9帕),用低束流密度(�1×10-9安/厘米2)和較大轟擊面積(典型面積為0.1厘米2)的原離子束來轟擊樣品表�,使樣品表面的消耗率降低到一個單層以下。這種儀器的檢測器通常采用按脈沖計�(shù)方式工作的通道式電子倍增�。圖1示出靜態(tài)次級離子�(zhì)譜計的原�。這種�(zhì)譜計除了可作表面的單層檢測外,還可用來研究氣體與固體間的化學反應(yīng)�
  與前者不�,動�(tài)次級離子�(zhì)譜計的原離子束具有較高的能量、較高的束流密度和較大的束斑直徑。它的分析靈敏度�,樣品消耗率也高。通常將消耗一個單層樣品的時間小于分析所需時間的次級離子質(zhì)譜計稱作為動�(tài)次級離子�(zhì)譜計;也可將分析信息深度大于一個單層的次級離子�(zhì)譜計稱作為動�(tài)次級離子�(zhì)譜計�
  次級離子成像�(zhì)譜計和次級離子微探測束屬于采用扇形磁場質(zhì)量分析器的大型次級離子質(zhì)譜儀�。兩者都具有成像能力,并且都具有較高的空間分辨本�(lǐng)和質(zhì)量分辨本�(lǐng)。從成像原理上講,前者和�(fā)射式電子顯微�相似,利用了離子光學系�(tǒng)直接成像的原理。后者利用了電子探測束的成像原理,即用直徑很細的原離子束在樣品表面進行掃描,再將質(zhì)量分離后的次級離子束�(diào)節(jié)在某一�(zhì)量數(shù)�,在與原離子束同步掃描的情況�,記錄被分析表面某一元素或化合物的分布圖��
  與其他表面分析方法不�,次級離子質(zhì)譜法的特點是,它可以檢測從氫到鈾的所有元素、同位素和化合物;同時它又是以檢測原離子轟擊樣品表面�(chǎn)生的特征("指紋")次級離子譜為基礎(chǔ)�。所以次級離子質(zhì)譜法既可提供表面元素的信息,也可提供化學組分的信�。次級離子質(zhì)譜法的靈敏度�,能檢測10-2�10-7單層,最小可檢質(zhì)量為10-14�,最小可檢濃度為1ppm�1ppb。由于利用了濺射原理,所以在動態(tài)工作模式下很容易直接進行包括縱向在內(nèi)的三維分�。在一定條件下,能進行定量和半定量分析。除分析半導(dǎo)體材料微量雜�(zhì)�,次級離子質(zhì)譜法在金屬學、薄膜及催化研究和有機化合物分析等方面也得到廣泛�(yīng)��

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