一、设备型号、关键性能参数

型号：  TOF.SIMS5-100

关键性能参数：

• 功能：元素构成和化学结构的信息

• 工作压力：UHV

• 分析用离子源：Bi；剥离离子源：EI源和Cs源；选配团簇离子源；

• 可扩展应用于分析绝缘材料和生物医学材料；

• 5轴样品架，温度-150℃～600℃。

二、设备原理

飞行式二次离子质谱（TOF-SIMS）是超真空环境下向样品射入一次离子束，从样品的浅表层（1-3  nm）释放出二次离子。将二次离子导入飞行时间（TOF型）质谱仪，检测保留了表面成分化学结构的分子离子和部分碎片离子，就可以获取有关表面的元素构成和化学结构的信息。TOF-SIMS是一种调查技术手段，可探测元素周期表中的所有元素，可分辨同位素。此外，TOF-SIMS也可以提供质谱讯息；在样品XY维度上的图像信息；以及样品Z维度上的深度分布信息。

TOF-SIMS：

（1）细聚焦的离子束在样品表面扫描可获得二维成分图；

（2）用离子束将材料表面一层层除去的同时分析该层的质谱图，可获得三维的深度分布。

三、应用范围

• 有机和无机材料的表面微量分析

• 直接来自表面的质谱

• 表面的离子成像（2D，3D）

飞行时间二次离子质谱是一种非常灵敏的分析系统。对样品的分析，如痕量金属探测，化合物结构测定，精确原子量测定，同位素标定，失效分析，有机物多层膜分析等方面。许多用ESCA，AES等分析不能确定的物质，都可以采用TOF-SIMS分析。

该系统可以应用于各个研究领域，譬如基础物理，基础化学（催化剂表面，传感修饰界面），生物（材料，细胞，组织，生物反应器表面），机械（机械金属材料，高压容器表面缺陷，合金材料），材料（高分子材料表面，太阳能电池敏化材料），环境（大气颗粒污染物表面成份解析），新型显示材料（有机材料成分和空间分布测定，薄膜成分分析和厚度测定，氧化物分析，衰变过程分析，失效分析）等。

四、设备特色

• 采用Bi作为分析离子源，最小束流直径< 90  nm；

• 剥离速率：> 6  µm/h；

• 深度分辨率：< 1  nm

• 样品移动范围：X：±40～50mm；Y：±50～60mm；Z：0～20mm

• 影像/mapping：是

• 质量分辨率：

低质量时质量分辨率(SiH+：29 amu)：≥10000  (半峰宽；100%传输率)

高质量时质量分辨率(＞200 amu)：≥15000  (半峰宽；100%传输率)

分析绝缘体时质量分辨(on  PET：104amu)：≥9000

• 质量范围：1～12000  amu以上

• 探测极限：ppm～ppb量级

• 侦测的信号可为分子和元素种类

• 侦测的元素可为包括元素周期表中的所有元素，以及分子团簇等

• 可分析绝缘材料和生物材料；

• 基本上没有标准品就无法定量

• 样品须与真空兼容

五、应用领域

可应用于半导体，微电子，薄膜，纳米材料，化学，医药，生物，冶金，汽车、航天工业、国防、照明设备、光电太阳能等领域。