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深入了解下二次離子質譜儀的技術原理

發布時間:2021-06-30瀏覽:321次

  現今,對于檢測材料的表面分析主要是采用二次離子質譜儀,它是對微粒進行同位素分析的有力工具,但它不能直接分辨同量異位數和確認元素,也難以高效率地在環境樣品中尋找特定成分的微粒。
 
  二次離子質譜儀的技術原理:
 
  該儀器是一種基于質譜的表面分析技術,二次離子質譜原理是基于一次離子與樣品表面互相作用現象。帶有幾千電子伏特能量的一次離子轟擊樣品表面,在轟擊的區域引發一系列物理及化學過程,包括一次離子散射及表面原子、原子團、正負離子的濺射和表面化學反應等,產生二次離子,這些帶電粒子經過質量分析分析后得到關于樣品表面信息的質譜,簡稱二次離子質譜。
 
  通過質譜圖可以用來獲取樣品表面的分子、元素及同位素的信息,可以探測化學元素或化合物在樣品表面和內部的分布,也可以用于生物組織和細胞表面或內部化學成分的成像分析,配合樣品表面掃描和剝離(濺射剝離速度可以達到10微米/小時),還可以得到樣品表層或內部化學成分的三維圖像。二次離子質譜具有很高的靈敏度,可達到ppm甚至ppb的量級,還可以進行微區成分成像和深度剖面分析。
 
  在二次離子的常規檢測中,可以用于分析的樣品可以固體,也可以是粉末、纖維、塊狀、片狀、甚至液體(微流控裝置)。如果從導電性考慮,這些樣品可以是導電性好的材料,也可以是絕緣體或者半導體。從化學組成上來分,可以是有機樣品,如高分子材料、生物分子,也可以是無機樣品,如鋼鐵、玻璃、礦石等。

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