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【中國儀器網(wǎng) 解決方案】目前，用于揭示天然有機(jī)組分特征的分析技術(shù)可分為兩類：一是整體分析以獲得有機(jī)物主要組分的整體性質(zhì)包括元素組成、光譜特征等，比如核磁共振譜分析；二是分子水平分析以獲得特定類別有機(jī)組分的信息，比如氣相色譜法。
二次離子質(zhì)譜技術(shù)是目前靈敏度較高的表面微區(qū)分析方法，從20世紀(jì)初至今在發(fā)揚(yáng)其優(yōu)點(diǎn)減小或克服其局限性中不斷得到發(fā)展，成為一種*恃色的分析手段，在微電子技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、納米技術(shù)以及生命科學(xué)等之中得到廣泛的應(yīng)用。
技術(shù)原理
二次離子質(zhì)譜技術(shù)(SIMS)是用一次離子束轟擊樣品表面，將表面的原子濺射出來成為帶電的離子，然后用質(zhì)譜儀分析離子的荷質(zhì)比，便可知道表面成分，是非常靈敏的表面成分分析手段，可用于鑒定有機(jī)成分的分子結(jié)構(gòu)，是前沿的表面分析技術(shù)。
優(yōu)勢和弱點(diǎn)
SIMS的主要優(yōu)點(diǎn)：
(1) 在超高真空下(<10-7Pa)進(jìn)行測試,可以確保得到樣品表層的真實信息；
(2) 原則上可以完成周期表中幾乎所有元素的低濃度半定量分析；
(3) 可檢測同位素，因而可用于分析同位素或利用同位素提供的信息；
(4) 可分析化合物，通過分子離子峰可得到準(zhǔn)確的分子量信息，通過碎片離子峰可得到分子結(jié)構(gòu)信息，靜態(tài)二次離子質(zhì)譜(SSIMS)可檢測不易揮發(fā)和熱不穩(wěn)定的有機(jī)大分子(如銀表面沉積的單層B12)；
(5) 可實現(xiàn)微區(qū)面成分分布的分析，由于離子束在體內(nèi)的擴(kuò)散比電子束小，因而在同樣束斑下可得到更高的空間分辨率；
(6) 可逐層剝離實現(xiàn)各成分的縱向剖析，連續(xù)研究實現(xiàn)信息縱向大約為一個原子層；
(7) 可在一定程度上得到晶體結(jié)構(gòu)的信息；
(8)由于質(zhì)譜法檢測的是具有特定質(zhì)荷比的離子,比各種電子譜的本底噪聲都要低得多，且可通過檢測正或負(fù)二次離子和選擇不同類型的一次束，使之對不同元素或化合物都有很高的檢測靈敏度，是所有表面分析方法中靈敏度高的一種，有很寬的動態(tài)范圍。
SIMS存在的主要局限：
(1) 質(zhì)譜包含的信息豐富，在復(fù)雜成分低分辨率分析時識譜困難；
(2) 不同成分在同一基體或同一成分在不同基體中的二次離子產(chǎn)額變化很大，定量分析困難；
(3)一次離子(特別是動態(tài)二次離子質(zhì)譜(DSIMS))對樣品有一定的損傷；
(4)分析絕緣樣品必須經(jīng)過特殊處理；
(5)樣品組成的不均勻性和樣品表面的光滑程度對分析結(jié)果影響很大；
(6)濺射出的樣品物質(zhì)在鄰近的機(jī)械零件和離子光學(xué)部件上的沉積會產(chǎn)生嚴(yán)重的記憶效應(yīng)。
應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
SIMS法在近二、三十年來得到迅速發(fā)展，其檢測靈敏度達(dá)到10-6～10-9g/g。分析對象包括金屬、半導(dǎo)體、多層膜、有機(jī)物以至生物膜，應(yīng)用范圍包括化學(xué)、物理學(xué)和生物學(xué)等基礎(chǔ)研究,并很快擴(kuò)展到微電子、冶金、陶瓷、地球和空間科學(xué)、醫(yī)學(xué)和生物工程等實用領(lǐng)域。
SIMS目前也面臨著許多挑戰(zhàn)并且仍有著很大的發(fā)展空間。定量分析是SIMS的難點(diǎn)，90年代中，標(biāo)準(zhǔn)化組織二次離子質(zhì)譜學(xué)分委員會(ISO/TC 201/SC 6)已決定從硅中硼的定量分析開始制定個SIMS方面的標(biāo)準(zhǔn)，并由其組織了輪巡回測試。在對SIMS荃體效應(yīng)研究的基礎(chǔ)上發(fā)展的SNMS和MCs十技術(shù)也都促進(jìn)了SIMS定量分析問題的發(fā)展。由于SIMS面臨著在工業(yè)過程的質(zhì)量控制方面進(jìn)一步推廣應(yīng)用的前景，將推動更加靈活方便定量技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。同時由于二次離子發(fā)射過程和機(jī)理十分復(fù)雜，至今尚缺乏深入的了解，雖已發(fā)展了多種模型用來解釋不同的發(fā)射過程，但SIMS的基礎(chǔ)研究還遠(yuǎn)跟不上其迅速發(fā)展的應(yīng)用，因此SIMS基礎(chǔ)理論與實驗研究、計算機(jī)模擬二次離子發(fā)射機(jī)理的研究將會得到更加迅速的發(fā)展。
我國雖然在二次離子質(zhì)譜的研究領(lǐng)域取得一定的進(jìn)展但由于SIMS的發(fā)展比發(fā)達(dá)國家晚了10余年，所以與當(dāng)前迅速發(fā)展的*技術(shù)相比，還存在著明顯差距。目前國內(nèi)現(xiàn)有的SIMS儀器，基本上是法國Cameca公司生產(chǎn)的IMS系列產(chǎn)品，IMS-6f型二次離子質(zhì)譜儀在同位素分析方面有很大應(yīng)用。
二次離子質(zhì)譜技術(shù)檢測靈敏度很高，是有利的表面微區(qū)分析方法。具有定量分析范圍廣、可分析化合物、可深度縱向剖析等優(yōu)勢，但同時也具有識譜困難、一次離子束對樣品有損害等局限。目前廣泛應(yīng)用于微電子技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、納米技術(shù)、生命科學(xué)、物理學(xué)以及地球和空間科學(xué)等學(xué)科之中，在定量分析、基礎(chǔ)理論研究以及半導(dǎo)體應(yīng)用等方面仍有較大發(fā)展前景。
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2025廣州國際分析測試及實驗室設(shè)備展覽會暨技術(shù)研討會
展會城市：廣州市展會時間：2025-03-05