基于双束电镜聚焦离子束的飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)在材料科学领域中的应用

科技工作者之家 2021-10-13

    双束电镜系统中的扫描电镜结合附带的X射线能量色散谱仪(SEM-EDX)进行材料样品的微区化学元素分析是双束电镜在材料科学中的常规应用。然而,基于电子束于固体交互作用的扫描电镜X射线能谱技术无法检测材料中的氢(H)元素,对于锂(Li)元素的检测需要明确极为特殊的测量条件或者说在实际应用中不可能实现获得有意义的测量结果。本期讲座的目的在于帮助双束扫描电镜聚焦离子束用户更好的理解飞行时间二次离子质谱 (ToF-SIMS)技术, 并展示与双束镓-聚焦离子束 (Ga-FIB) 或者与多离子等离子体源Hydra Plasma FIB集成的ToF-SIMS在材料科学中的应用。

    二次离子质谱 (Secondary Ion Mass Spectrometry,SIMS) 是一种材料表面化学分析技术,它依赖于收集和分离从材料表面产生的二次离子, 根据检测到的离子的质荷比 (m/z)而给出材料表面成分信息。飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)是质谱分析的其中一种方法或者是其中一种类型的质谱分析仪。

    固体表面激发的二次离子是双束聚焦离子束轰击样品所产生的信号之一。基于双束扫描电镜聚焦离子束(DualBeam SEM-FIB)的二次离子质谱和专用的二次离子质谱仪器的主要区别之一是分析离子束(primary ion beam or analytical beam)的离子类型和离子源的种类。同时,和专用的二次离子质谱仪器系统相比,质谱仪需要以紧凑型的方式集成于双束电子显微镜系统于一体,在保证双束扫描电镜聚焦离子束显微镜的所有应用不受影响的前提下,来获得以离子束为分析束的材料表面化学信息。镓-聚焦离子束 (Ga-FIB) 可以提供比任何专用二次离子质谱更好的二次离子质谱图像横向分辨率。Hydra 多离子等离子体源离子束(Xe+、Ar+、O+、N+)为FIB-SIMS 的应用提供了不同类型离子的选择, Xeon离子提供了优良的深度分辨率。

    希望通过这个讲座能够为将要在的或者是在已有的双束扫描电镜聚焦离子束系统上添加ToF-SIMS提供技术和应用解答。在这个演讲中,我们将首先回顾Thermo Fisher Scientific 聚焦离子束二次离子质谱的历史,然后讲解SIMS 质量分辨率、理论检测极限的预测、横向分辨率的概念和应用的关系。在我们讲解基于双束扫描电镜电镜聚焦离子束的二次离子质谱的应用过程中,特别要强调的是没有一种材料化学成分微区分析方法可以得出材料化学信息得完整答案,要得到纳米尺度材料化学成分的全面信息,把FIB-SIMS和扫描电镜成像结合, 以无镓(Gallium-Free)透射电镜样品制备为链接,以和TEM/STEM-EDS成分分析相结合的方式是最优的组合。

来源:材料人

原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5ODcyMzk0Mg==&mid=2651119874&idx=1&sn=c7707784ba420b234204699740dc1ea6

版权声明:除非特别注明,本站所载内容来源于互联网、微信公众号等公开渠道,不代表本站观点,仅供参考、交流、公益传播之目的。转载的稿件版权归原作者或机构所有,如有侵权,请联系删除。

电话:(010)86409582

邮箱:kejie@scimall.org.cn

扫描电镜 离子 飞行时间质谱仪

推荐资讯