二次离子质谱仪的操作模式

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。

操作模式

SIMS大概能够分成两类，包括“静态二次离子质谱”以及“动态二次离子质谱”。尽管从工作原理上来讲，他们的本质区别不大，然而两种模式的应用特点却有所差异。划分两种模式的主要标准为一次离子束流密度大小。通常在在S-SIMS模式下，将一次离子束流控制在1013 离子/cm2，飞行时间质量分析器较为常用。动态二次离子质谱就是一次离子束流比10离子/cm2高，双聚焦质量分析器较为常用。

SIMS操作模式能够分成质谱表面谱、成像模式、深度剖析等。其中质谱模式有着Z高的质量分辨率。对于各种材料中所含有的元素、材料中的掺杂、污染物中的成分等的鉴别较为常用。二次离子在二维平面上的强度分布，即是二次离子质谱成像，能够将成分的分布比较直观的显示出来。使得元素离子、分子碎片或分子离子的形貌获得。交替式地对分析样品表面溅射剥离和对溅射区域采集图谱，即是深度剖析，由深度剖析结果中能够使得不同成分沿深度方向的分布得到。能够使样品深层或内部化学成分的三维图像获得。能够分析材料或者生物组织微区成分。

分析物要求

固体或者粉末、纤维、块状、片状、甚至液体（微流控装置）均能够作为二次离子的常规检测中用于分析的样品。若考虑到导电性因素，这些样品既能够为导电性好的材料，也能够为绝缘体或者半导体。由化学组成来看，既能够为无机样品，如钢铁、玻璃、矿石等，也能够为有机样品，如高分子材料、生物分子。