关于IMS—3f二次离子质谱仪功能键的故障排除

l前言1985年由法国卡梅卡公司引进了应用于半导体生产分析的IMS－3f二次离子质谱仪，1986年4月调机使用，在1990年前国内尚有一个维修站，有了问题找他们来帮助解决，在1990年以后维修站撤消了，这给维修带来很大困难，大大影响了SIMS工作。出了问题如果从国外请人来修，一是耽误时间，二是费用昂贵，经济上难以承担。基于这种现状，有些故障我们依靠自己的力量，通过认真、细致的工作，得以排除。本文就以最近排除计算机MASS功能键失常的故障为例，谈谈自己的做法和几点体会。2故障现象机器开启后再起动计算机，显示屏原应显示：MASS…     

二次离子质谱学的最新进展：第9届国际二次离子质谱学会议评述

二次离子质谱学（ＳＩＭＳ）以其很高的灵敏度、很宽的动态范围和优良的深度分辨已逐步发展成为一种重要而有特色的表面分析手段。本文结合第９届国际二次离子质谱学会议（ＳＩＭＳ－ＩＸ）对ＳＩＭＳ的最新进展作一个简要评述，范围包括ＳＩＭＳ的各个方面：基础研究、仪器发展、定量分析、应用以及后电离技术等。     

煤的二次离子质谱数据解析1

作为全面认识煤的二次离子质谱数据与结果的开始,本文展示了典型煤样的低质量端的二次离子质谱图。利用了含四位小数的准高分辨数据在1至20质量数据区域确定了20种正离子组成;在1至31质量数区域确定了26种负离子组成。其中,简单氮氢离子─—H3N （m／z17．0272）、H4N （m／z18．0355）、H2N-（m／z16.0187）、HN-（m／z15．0107）,以及破氮组成离子CN-（m／z26．0036）等许多离子的组成,在煤的二次离子质谱及激光电高质谱中均属于首次检出。本文还对同类化学组成形成正离子与负离子的差异,以及对合同位素组成离子的同位素比值利用的潜力,进行了详细讨论。     

一种利用变通的离子散射谱测量进行浓度定标的二次离子质谱深度剖析…

本工作利用一台不作任何较大改动的ＣＡＭＥＣＡ－ＩＭＳ－３ｆ扇形磁铁型二次离子质谱仪对传统的离子散射谱（ＩＳＳ）分析技术进行了适当的变通，并对二次离子质谱分析（ＳＩＭＳ）的深度剖析谱进行了浓度定标。在保留ＳＩＭＳ分析高灵敏度、高深度分辨率的前提下，实现了对块体样品中的掺杂元素的ＳＩＭＳ定量深度剖析。通过与离子注入机标称的注入剂量及卢瑟福背散射的定量分析结果相比较，本方法的定量准确度一般好于１０％。而     

一种利用变通的离子散射谱测量进行浓度定标的二次离子质谱深度剖析定量方法

本工作利用一台不作任何较大改动的ＣＡＭＥＣＡ－ＩＭＳ－３ｆ扇形磁铁型二次离子质谱仪对传统的离子散射谱（ＩＳＳ）分析技术进行了适当的变通，并对二次离子质谱分析（ＳＩＭＳ）的深度剖析谱进行了浓度定标。在保留ＳＩＭＳ分析高灵敏度、高深度分辨率的前提下，实现了对块体样品中的掺杂元素的ＳＩＭＳ定量深度剖析。通过与离子注入机标称的注入剂量及卢瑟福背散射的定量分析结果相比较，本方法的定量准确度一般好于１０％。而精确度则好于５％。本文对该方法的背景、基本原理、实验方法，准确度及优缺点等进行了较详细的讨论。     

砷化镓抛光晶片表面沾污的二次离子质谱分析

在砷化镓工艺过程中,很多失效问题与表面的沾污有关,二次离子质谱分析是表面分析的有力手段,本文提供一种用二次离子质谱分析检测砷化镓表面钠、钾和铝的沾污水平的测试方法。     

元素硫侵染金表面的二次离子质谱团簇离子

团簇离子在从原子到分子,从二维表面到三维固体这样的物种序列中占有独特的位置。许多团簇系列,包括稀有金属、金属卤化物和半导体材料等均进行过不同程度的研究。通常人们十分关注团簇离子的结构和反应活性。不同质谱方法包括不同电离方法或配套的其它物理方法曾被用于团簇离子的研究,近年来二次离子质谱也成为研究团簇离子的重要手段。     

二次离子质谱(SIMS)分析技术及应用进展

二次离子质谱 ( SIMS)比其他表面微区分析方法更灵敏。由于应用了中性原子、液态金属离子、多原子离子和激光一次束 ,后电离技术 ,离子反射型飞行时间质量分析器 ,离子延迟探测技术和计算机图像处理技术等 ,使得新型的 SIMS的一次束能量提高到 Me V,束斑至亚μm,质量分辨率达到 1 5 0 0 0 ,横向和纵向分辨率小于 0 .5μm和 5 nm,探测限为 ng/g,能给出二维和三维图像信息。 SIMS能用于矿物、核物质、陨石和宇宙物质的半定量元素含量和同位素丰度测定 ,能鉴定出高挥发性、热不稳定性的生物大分子 ,能进行横向和纵向剖析 ,能进行单颗粒物、团蔟、聚合物、微电子晶体、生物芯片、生物细胞同位素标记和单核苷酸多肽性分型 ( SNP)测定 ,能观测出含有 2 0 0 0碱基对的脱氧核糖核酸 ( DNA)的准分子离子峰。以SIMS在同位素、颗粒物、大分子、生物等研究领域的应用为重点 ,结合实例 ,对 SIMS仪器和技术进展进行了综述     

二次离子质谱仪中二次中性粒子空间分布研究

为提高二次离子质谱仪（secondary ion mass spectrometer, SIMS）的灵敏度,引入了飞秒激光电离一次离子轰击溅射产生的二次中性粒子。实验以纯银、纯铜为目标样品,利用自主研制的飞行时间质谱仪分析二次后电离的离子,研究二次中性粒子的后电离效率和空间分布。结果表明：飞秒激光电离技术可将仪器的灵敏度提高70倍以上;飞秒激光电离出的¹⁰⁷Ag⁺和¹⁰⁹Ag⁺的同位素丰度比值误差为0.8%;二次中性粒子的空间分布符合Maxwell-Boltzmann 模型。该结果可为在设计方法上提高SIMS仪器灵敏度提供依据。     

磁-电-四极杆级联质谱中的离子光学设计

离子光学设计是质谱仪器的核心技术,为了提高常规质谱的丰度灵敏度指标,设计了磁-电-四极杆级联质谱,并构建了一台原理实验样机。样机中的离子光学设计是仪器设计的关键内容,尤其是与最后一级质谱相关的离子透镜的设计,与常规双聚焦质谱和四极杆质谱中的透镜均有较大差异。本工作介绍了样机中的总体离子光学设计、四极杆前后相关透镜的设计、离子轨迹的 SIMION仿真计算,最后通过实验调试实现了整体设计,并测试了整套设计的总体指标。结果表明,样机比原仪器的丰度灵敏度指标提高约330倍,样机最后一级的传输率约为9%,与仿真计算结果相符。     

邻近铀微粒的二次离子质谱测量干扰研究

二次离子质谱(SIMS)测定铀微粒同位素比时,邻近微粒间可能产生干扰.在IMS-6f型SIMS上开展U350和U0002铀微粒在不同间距、不同测量顺序下铀同位素比测量研究,结果表明,微粒间距超过22 μm(U350)和35 μm(U0002)时,微粒的234U/238U、235U/238U、236U/238U测定结果与...     

宋代黑釉茶盏油滴的飞行时间二次离子质谱表征

本研究利用飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)表征典型黑釉茶盏釉面上银色反光斑纹,即华北油滴。高分辨质谱测定油滴的主要成分是氧化铁,由显微拉曼光谱确定其矿物形式是赤铁矿(α-Fe₂O₃)。二次离子质谱(SIMS)离子成像进一步揭示：该赤铁矿呈六方柱晶体(约2～10μm);近百余枚这样的晶体自组织分散排列构成类似雨滴状的斑纹(约120μm);与其形貌互补的是含硅、铝、钙、钠等元素的碱性石灰质釉质。SIMS深度剖析发现,α-Fe₂O₃晶体的连续深度不小于5μm。基于SIMS表征结果,还探讨了赤铁矿沉积薄膜状镜铁矿(α-Fe₂O₃)引起华北油滴呈银色与镜面反射现象的原理,以及TOF-SIMS在表征和研究古瓷方面的潜力和局限。     

二次离子质谱测定珊瑚氧同位素的制靶技术评价

二次离子质谱是目前测定高精度珊瑚微区原位氧同位素组成的唯一技术手段。本实验从取样的厚度和深度两方面探讨了制靶技术对珊瑚氧同位素测定的影响。研究发现,切取珊瑚片的厚度从3 mm变化到5 mm时,珊瑚基体效应（IMF_coral）变化幅度为1.02‰;分析面距离传统方法（IRMS）取样面的深度从0 mm变化到3 mm时,IMF_coral变化幅度为0.7‰。实验表明,过厚的取样厚度会造成靶面较多气泡,影响珊瑚氧同位素测试;而取样深度的差异会导致时间效应和生命效应相互叠加,使珊瑚基体效应偏离正常值,对研究珊瑚基体效应的一般性规律造成明显的干扰。当取样厚度小于3 mm,取样深度与IRMS取样面保持一致时,IMF_coral为-2.75‰,该数值与前人的估算值（IMF_coral=-2.8‰）在误差范围内一致。因此,在制靶过程中,取样厚度不宜超过3 mm,取样深度应与IRMS取样面保持一致,可将制靶的影响降至最小,从而获得准确的珊瑚氧同位素分析的基体效应值,该结论可为推广二次离子质谱在珊瑚研究中的应用提供技术保障。     

Three-Dimensional Fusion of Multispectral Secondary Ion Mass Spectrometry Images

Imaging secondary ion mass spectrometry (SIMS) is a powerful surface analysis tool capable of producing two-(2D) and three-dimensional (3D) spatially resolved images of element distributions. Both the 2D and the 3D imaging mode produce multispectral images, i.e., each image stack visualises the lateral distribution of one element, which divides the sample information into a number of individual images. Visual perception of the sample information is aggravated by this—for example, the exact spatial location of different elements relative to each other, formation of occlusions or segregations, etc.—is often hard to recognize when looking at n separate images, especially regarding 3D depth profiles. Image fusion is a process whereby images obtained from various sensors, or at different moments of time, or under different conditions, are combined together to provide a more complete picture of the object under investigation. The use of colour introduces a new dimension of information and can be used to simplify image analysis and object identification. This work introduces a complete methodology that enables the calculation and rendering of 3D colour images of multispectral SIMS depth-profiles based on the use of adaptive color and transparency maps. Examples of 3D SIMS images are given but the technique may be expanded to fusion and visualization of any other multispectral 3D image stack.     

MIR-TOF-MS在多肽分析中的应用

应用实验室研制成功的高分辨飞行时间质谱仪的分子离子反应器 ( Molecular ion reactor,MIR)接口来分析多肽结构和获得相关信息。实验结果表明 :MIR能够有效地破碎多肽 ,得到准确的碎片信息 ,是一种理想的多肽结构分析技术。     

深亚微米IC超浅结的SIMS表征

Secondary ion mass spectrometry (SIMS) is a standard technique for characterization of dopant distribution in semiconductor industry. In the ultra-shallow junction (USJ) application, the interested depth scale was extended into the surface transient area of SIMS. There is several improved approach reviewed in this paper that can meet the requirements for the USJ characterization. Sputtering with a low energy primary ion beam incident at a large angle respect to the simple surface normal can effectively minimize the depth of the surface transient area, as well as the length of the profile tail. Oxygen leak can reduce the transient ion yield change, but induces lower depth resolution. Quadrupole SIMS can be used in B profile. As and P profiles, however, need magnetic analyzer with higher mass resolution.     

铜合金表面元素的飞行时间二次离子质谱微区原位分析

铜合金中含有Pb、Sn、Zn、Ni等元素,其分布和相对含量对铜合金的性能具有重要影响。本工作采用飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）法对铜合金标准样品GBW02137和GBW02140的表面进行了微区原位分析;采用束斑直径约5 μm的一次离子束轰击500 μm×500 μm区域内的混合固体合金样品,实现了Cu、Pb、Ni、Sn和Zn元素的表面成像,并测量了各元素在铜合金样品表面的分布情况;利用标样校准法对GBW02137、GBW02140中的⁶⁴Zn/¹²⁰Sn、²⁰⁸Pb/¹²⁰Sn值进行相对含量分析。实验结果表明：TOF-SIMS法可用于铜合金中Cu、Pb、Ni、Sn和Zn等元素的表面成像和相对含量测定;采用标样校准法进行相对含量分析时,测得的⁶⁴Zn/¹²⁰Sn相对误差小于5.1%,RSD优于2.5%,²⁰⁸Pb/¹²⁰Sn的测量相对误差较大,接近27%,但其RSD仍低于5%。