元素分析方法汇总-SIMS

米格实验室 米格全球共享实验室 昨天

常用的元素分析设备对比

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No.

01

SIMS原理

一定能量的离子打到固体表面会引起表面原子分子或原子团的二次发射,即离子溅射。溅射的粒子一般以中性为主,其中有一部分带有正、负电荷,这就是二次离子。利用质量分析器接收分析二次离子就得到二次离子质谱

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No

02

常用SIMS类别

TOF-SIMS:飞行时间二次离子质谱

D-SIMS:动态二次离子质谱


TOF-SIMS原理

1、有刻蚀枪(Ar,Cs,O)和分析枪(Bi)。刻蚀枪刻蚀,刻蚀完,分析枪分析(检测器接收到的离子计数),是刻蚀一层分析一层的,分析枪和刻蚀枪不同,不同的材料所用的刻蚀枪也不一样。

2、根据二次离子飞行到探测器的时间不同来测定离子质量。

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给所有激发出的离子相同的动能(3 keV)去加速,遵循能量守恒公式:不同质量的离子有不同的速度,越重的离子飞行速度越慢,当飞行距离一定时,其飞行时间就越长,可以将时间换算成质量来区分不同的成分,所以只用测量每一个离子到达探测器的时间就可以换算出质量数。


D-SIMS原理


1、用Cs离子或者O离子溅射刻蚀样品,样品被刻蚀出来的粒子中有少量形成离子,同时将其提取出来进行分析。(溅射的同时提取离子,用于分析)。

2、二次离子在磁场中按荷质比大小分离。

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动态SIMS(Dynamic)静态SIMS(tof-SIMS)
射束流(10mA),束流密度1E14射束流(1nA),束流1E12~13
剥离速率100um/h,剥离与溅射一体化<1nm/h,单独剥离,单独溅射
连续模式脉冲模式
磁分析器,决定每次采集几种元素时间分析器决定一次采集全部
分辨率高分辨率低
适用于深度profile,效率高适用于超表面,损伤低


No.

03

应用案例

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深度剖析:锂电池极片表面成分深度分布(SEI膜层成分以及深度分布),可定位到单个颗粒表面进行深度剖析

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TOF-SIMS不仅可以得到深度剖析曲线,逐层分析每一层的2D成像,每个像素点的二次离子质谱图都能被保存,且还具有图像3D重构的功能

 


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关于我们:

北京聚睿众邦科技有限公司,是一家拥有中国科学院背景的,专业从事实验室共享与知识成果转化的国家高新技术企业。公司旗下品牌 “米格实验室”,以盘活全球科研资源,振兴中国科学技术为使命,致力于打造一家全球化的共享实验室平台,面向新材料、半导体及相关行业领域的科研和企业用户提供非标检测加工、技改解决方案及产品研发解决方案。

联系方式:18301325784  杨工

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