二次离子质谱仪原理

二次离子质谱仪（SIMS）用高能电离轰击样品表面，这导致样品表面上的原子或原子团吸收能量并通过溅射产生二次粒子。这些带电粒子通过质量分析器后，可以获得有关样品表面的信息光谱。 

在传统的SIMS实验中，高能量的一次离子束（如Ga，Cs或Ar离子）在超真空条件下聚焦在固体样品表面上。一次离子束与样品相互作用，二次离子在材料表面溅射并解吸。然后将这些次级离子提取到质量分析仪中，以提供具有分析表面特征的质谱图，并生成有关元素，同位素和分子的信息，其灵敏度范围从PPM到PPB。 SIMS仪器有三种Z基本的类型，每种类型使用不同的质量分析仪。

质谱原理

二次离子质谱仪（SIMS）是基于质谱的表面分析技术。二次离子质谱的原理是基于一次离子与样品表面之间的相互作用。一次有数千个电子能量轰击样品表面，在轰击区域使得包括离子的散射和表面原子，原子团，正负离子的溅射以及表面化学反应等一系列物理和化学过程引起了，使得二次离子产生，在得到有关表面质谱的信息前，对带电粒子进行质量分析，以下简称二次离子质谱。

利用质谱图能够使得样品表面上的分子，元素和同位素的信息被获取，能够用来进行样品表面化学元素或化合物的内部分布情况的检测，也可以用于生物组织和细胞表面或内部成像分析化学成分，和表面扫描和剥离配合（溅射剥离速度能够达到每小时10微米），还能够使得样品表面或内部化学成分的三维图像获取到。二次离子质谱仪十分的灵敏，能够达到PPM甚至PPB的数量级。它还能够执行微区域成分成像和深度剖面分析。