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深入了解下二次离子质谱仪的技术原理

发布时间:2021-06-30浏览:221次

  现今,对于检测材料的表面分析主要是采用二次离子质谱仪,它是对微粒进行同位素分析的有力工具,但它不能直接分辨同量异位数和确认元素,也难以高效率地在环境样品中寻找特定成分的微粒。
 
  二次离子质谱仪的技术原理:
 
  该仪器是一种基于质谱的表面分析技术,二次离子质谱原理是基于一次离子与样品表面互相作用现象。带有几千电子伏特能量的一次离子轰击样品表面,在轰击的区域引发一系列物理及化学过程,包括一次离子散射及表面原子、原子团、正负离子的溅射和表面化学反应等,产生二次离子,这些带电粒子经过质量分析分析后得到关于样品表面信息的质谱,简称二次离子质谱。
 
  通过质谱图可以用来获取样品表面的分子、元素及同位素的信息,可以探测化学元素或化合物在样品表面和内部的分布,也可以用于生物组织和细胞表面或内部化学成分的成像分析,配合样品表面扫描和剥离(溅射剥离速度可以达到10微米/小时),还可以得到样品表层或内部化学成分的三维图像。二次离子质谱具有很高的灵敏度,可达到ppm甚至ppb的量级,还可以进行微区成分成像和深度剖面分析。
 
  在二次离子的常规检测中,可以用于分析的样品可以固体,也可以是粉末、纤维、块状、片状、甚至液体(微流控装置)。如果从导电性考虑,这些样品可以是导电性好的材料,也可以是绝缘体或者半导体。从化学组成上来分,可以是有机样品,如高分子材料、生物分子,也可以是无机样品,如钢铁、玻璃、矿石等。

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