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深入了解下二次離子質(zhì)譜儀的技術(shù)原理

更新時間:2021-06-30瀏覽:1760次

  現(xiàn)今,對于檢測材料的表面分析主要是采用二次離子質(zhì)譜儀,它是對微粒進(jìn)行同位素分析的有力工具,但它不能直接分辨同量異位數(shù)和確認(rèn)元素,也難以高效率地在環(huán)境樣品中尋找特定成分的微粒。
 
  二次離子質(zhì)譜儀的技術(shù)原理:
 
  該儀器是一種基于質(zhì)譜的表面分析技術(shù),二次離子質(zhì)譜原理是基于一次離子與樣品表面互相作用現(xiàn)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(qū)域引發(fā)一系列物理及化學(xué)過程,包括一次離子散射及表面原子、原子團(tuán)、正負(fù)離子的濺射和表面化學(xué)反應(yīng)等,產(chǎn)生二次離子,這些帶電粒子經(jīng)過質(zhì)量分析分析后得到關(guān)于樣品表面信息的質(zhì)譜,簡稱二次離子質(zhì)譜。
 
  通過質(zhì)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(xué)元素或化合物在樣品表面和內(nèi)部的分布,也可以用于生物組織和細(xì)胞表面或內(nèi)部化學(xué)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(dá)到10微米/小時),還可以得到樣品表層或內(nèi)部化學(xué)成分的三維圖像。二次離子質(zhì)譜具有很高的靈敏度,可達(dá)到ppm甚至ppb的量級,還可以進(jìn)行微區(qū)成分成像和深度剖面分析。
 
  在二次離子的常規(guī)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(dǎo)電性考慮,這些樣品可以是導(dǎo)電性好的材料,也可以是絕緣體或者半導(dǎo)體。從化學(xué)組成上來分,可以是有機(jī)樣品,如高分子材料、生物分子,也可以是無機(jī)樣品,如鋼鐵、玻璃、礦石等。

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