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　　【中國儀器網 解決方案】目前，用于揭示天然有機組分特征的分析技術可分為兩類：一是整體分析以獲得有機物主要組分的整體性質包括元素組成、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組分的信息，比如氣相色譜法。
 

　　二次離子質譜技術是目前靈敏度較高的表面微區(qū)分析方法，從20世紀初至今在發(fā)揚其優(yōu)點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、化學技術、納米技術以及生命科學等之中得到廣泛的應用。
 

　　技術原理
 

　　二次離子質譜技術(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，然后用質譜儀分析離子的荷質比，便可知道表面成分，是非常靈敏的表面成分分析手段，可用于鑒定有機成分的分子結構，是前沿的表面分析技術。
 

　　優(yōu)勢和弱點
 

　　SIMS的主要優(yōu)點：
 

　　(1) 在超高真空下(<10-7Pa)進行測試,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確的分子量信息，通過碎片離子峰可得到分子結構信息，靜態(tài)二次離子質譜(SSIMS)可檢測不易揮發(fā)和熱不穩(wěn)定的有機大分子(如銀表面沉積的單層B12)；
 

　　(5) 可實現微區(qū)面成分分布的分析，由于離子束在體內的擴散比電子束小，因而在同樣束斑下可得到更高的空間分辨率；
 

　　(6) 可逐層剝離實現各成分的縱向剖析，連續(xù)研究實現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構的信息；
 

　　(8)由于質譜法檢測的是具有特定質荷比的離子,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) 質譜包含的信息豐富，在復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)二次離子質譜(DSIMS))對樣品有一定的損傷；
 

　　(4)分析絕緣樣品必須經過特殊處理；
 

　　(5)樣品組成的不均勻性和樣品表面的光滑程度對分析結果影響很大；
 

　　(6)濺射出的樣品物質在鄰近的機械零件和離子光學部件上的沉積會產生嚴重的記憶效應。
 

　　應用現狀與發(fā)展趨勢
 

　　SIMS法在近二、三十年來得到迅速發(fā)展，其檢測靈敏度達到10-6～10-9g/g。分析對象包括金屬、半導體、多層膜、有機物以至生物膜，應用范圍包括化學、物理學和生物學等基礎研究,并很快擴展到微電子、冶金、陶瓷、地球和空間科學、醫(yī)學和生物工程等實用領域。
 

　　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，90年代中，標準化組織二次離子質譜學分委員會(ISO/TC 201/SC 6)已決定從硅中硼的定量分析開始制定個SIMS方面的標準，并由其組織了輪巡回測試。在對SIMS荃體效應研究的基礎上發(fā)展的SNMS和MCs十技術也都促進了SIMS定量分析問題的發(fā)展。由于SIMS面臨著在工業(yè)過程的質量控制方面進一步推廣應用的前景，將推動更加靈活方便定量技術的進一步發(fā)展。同時由于二次離子發(fā)射過程和機理十分復雜，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的基礎研究還遠跟不上其迅速發(fā)展的應用，因此SIMS基礎理論與實驗研究、計算機模擬二次離子發(fā)射機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譜的研究領域取得一定的進展但由于SIMS的發(fā)展比發(fā)達國家晚了10余年，所以與當前迅速發(fā)展的*技術相比，還存在著明顯差距。目前國內現有的SIMS儀器，基本上是法國Cameca公司生產的IMS系列產品，IMS-6f型二次離子質譜儀在同位素分析方面有很大應用。
 

　　二次離子質譜技術檢測靈敏度很高，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。目前廣泛應用于微電子技術、化學技術、納米技術、生命科學、物理學以及地球和空間科學等學科之中，在定量分析、基礎理論研究以及半導體應用等方面仍有較大發(fā)展前景。