二次離子質譜
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發布時間:2025-07-25 08:49:03 更新時間:2025-11-04 08:48:08
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作者:中科光析科學技術研究所檢測中心
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二次離子質譜(Secondary Ion Mass Spectrometry, SIMS)是一種基于高能離子束轟擊樣品表面,通過檢測濺射出的二次離子進行物質分析的表面分析技術。當一次離子束(如O??、Cs?或Ga?)以1-30 keV能量轟擊樣品時,樣品表層原子或分子發生濺射電離,形成帶正、負電荷的二次離子。這些二次離子經質量分析器按質荷比分離后,由檢測器捕獲并轉化為電信號,最終形成元素、同位素或分子組成的三維分布圖譜。
儀器核心由超高真空系統(<10?? mbar)、液態金屬離子源、雙束聚焦系統、飛行時間質量分析器(TOF)和位置敏感探測器構成。最新一代TOF-SIMS 5G型號已實現50 nm橫向分辨率,質量分辨率超過30,000(m/Δm),檢測限達到ppb級。
1. 元素分析能力
2. 分子結構表征
3. 深度剖析技術
4. 三維成像技術
材料科學:第三代半導體GaN HEMT器件中C雜質(>5E17 cm?³)導致電流崩塌的失效分析
微電子:14nm FinFET工藝中Cu互連的Cl?界面污染(濃度>0.1 at.%)檢測
地質科學:鋯石U-Pb同位素定年(²??Pb/²??Pb比測定誤差<0.5%)
生命科學:肺癌組織切片中EGFR抑制劑(吉非替尼)的瘤區分布成像(信噪比>100:1)
環境科學:PM2.5顆粒物中多環芳烴(如苯并[a]芘)表面吸附態識別
優勢維度:
局限因素:
當前,SIMS技術正朝著多模態聯用方向發展,如與AFM聯用實現10 nm尺度力學-化學同步分析,結合機器學習算法提升大數據解析效率(如隨機森林算法使譜圖識別準確率提升至92%)。在半導體7nm以下制程和單細胞分析領域,SIMS將繼續發揮不可替代的作用。
證書編號:241520345370
證書編號:CNAS L22006
證書編號:ISO9001-2024001

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