Мас-спектрометрія вторинних іонів

Матеріал з Вікіпедії - вільної енциклопедії

Поточна версія сторінки поки не перевіряв досвідченими учасниками і може значно відрізнятися від версії , Перевіреної 10 лютого 2018; перевірки вимагають 2 правки . Поточна версія сторінки поки не перевіряв досвідченими учасниками і може значно відрізнятися від версії , Перевіреної 10 лютого 2018; перевірки вимагають 2 правки .

Мас-спектрометрія вторинних іонів (МСВІ) ( англ. Secondary-Ion Mass Spectrometry, SIMS) - метод отримання іонів з нізколетучіх, полярних і термічно нестійких з'єднань в мас-спектрометрії .

Спочатку застосовувався для визначення елементного складу низько-летючих речовин, проте згодом став використовуватися як десорбціонную метод м'якої іонізації органічних речовин. Використовується для аналізу складу твердих поверхонь і тонких плівок. МСВІ - найбільш чутлива з технік аналізу поверхонь, здатна виявити присутність елемента в діапазоні 1 частина на мільярд.

Проба опромінюється сфокусованим пучком первинних іонів (наприклад Xe + {\ displaystyle {{\ ce {Xe +}}}} , Cs + {\ displaystyle {{\ ce {Cs +}}}} , Ga + {\ displaystyle {{\ ce {Ga +}}}} ) З енергією від 100 еВ до декількох кеВ (велика енергія використовується в методі FAB). Утворений в результаті пучок вторинних іонів аналізується за допомогою мас-аналізатора для визначення елементного, ізотопного або молекулярного складу поверхні.

Вихід вторинних іонів становить 0,1-0,01%.

Метод МСВІ вимагає створення умов високого вакууму з тисками нижче 10-4 па (Приблизно 10-6 м бар або мм рт. ст. ). Це необхідно, щоб гарантувати, що вторинні іони зіштовхуються з молекулами навколишнього газу на їх шляху до датчика ( довжина вільного пробігу ), А також для запобігання поверхневого забруднення адсорбцией частинок навколишнього газу під час вимірювання.

Класичний аналізатор на основі МСВІ включає в себе:

1. первинну іонну гармату, яка виробляє первинний іонний пучок;
2. коллиматор первинних іонів, що прискорює і зосереджують промінь на зразку (в деяких пристроях з можливістю відокремити первинні іони спеціальним фільтром або створити пульсацію променя);
3. Високовакуумні камеру, яка містить зразок і іонну лінзу для вилучення вторинних іонів;
4. масовий аналізатор, що розділяє іони згідно їх відношенню заряду до маси;
5. пристрою детектування іонів.

Розрізняють статичний і динамічний режими МСВІ.

Використовується невеличкий потічок іонів на одиницю поверхні (<5 нА / см²). Таким чином, досліджувана поверхня залишається практично неушкодженою.

Застосовується для дослідження органічних проб.

Потік первинних іонів великий (порядку мкА / см²), поверхня досліджується послідовно, зі швидкістю приблизно 100 ангстрем в хвилину.

Режим є деструктивним, і, отже, підходить більше для елементного аналізу.

Ерозія проби дозволяє отримати профіль розподілу речовин по глибині.

• Дж. Маан, В. Спайсер, А. Лібш і ін. Електронна та іонна спектроскопія твердих тіл / Л. Фірменс, Дж. Веніка, В. Декейсер. - М.: Мир, 1981. - 467 с.

• Афанасьєв В.П. Електронна і іонна спектроскопія твердих тіл // Соросівський освітній журнал, 1999, №2, с. 110-116.