Вторично-ионная масс -спектрометрия Галушка И А Лисунов Д

Вторично-ионная масс -спектрометрия. Галушка И. А. Лисунов Д. С.

Оглавление Введение. Виды установок. Принцип и возможности метода ВИМС. Устройство установки ВИМС МС-7201. Описание установки ВИМС МС-7201. Достоинства и недостатки ВИМС. Заключение. 2

Метод ВИМС основан на взаимодействии быстрых ионов с твердым телом, которое приводит к выбиванию атомов и молекул материала. Ион Твёрдое тело 3

Все установки ВИМС можно разделить на три группы: 1) Не позволяющие осуществлять анализ распределения элементов по поверхности. 2) Дающие сведения о распределении по поверхности с помощью сканирующего ионного зонда. 4

3) Дающие сведения о распределении по поверхности методом прямого изображения. 5

Принципиальная схема ВИМС 6

Устройство масс-спектрометра вторичных ионов типа МС-7201 М 1 - Вакуумная система; 2 - двухканальный монопольный масс -анализатор; 3, 4 - каналлы; 5 - ионные источники (по одному на каждый канал); 6 - двухканальный иммерсионный объектив; 7 - держатель образцов 8, 9 - образцы; 10 - дополнительная вакуумная камера с уплотнителями; 11 - вакуумная камера; , 12, 13 - вытягивающие электростатические сетки; 14 - пружинный контакт; 15 - потенциальный гермоввод; 16 - изоляторы; 17, 18 - окна; 19 - входное окно монохроматора; 20 - фотоумножитель; 21 - объектив с подсветкой. 7

Вторично-ионный масс-спектрометр МС-7201 Масс-спектрометр с монопольным массанализатором. Распыление вещества - потоком ионов аргона (возможно использование водорода или гелия). Энергия до 5 кэ. В, Ток первичных ионов до 40 мк. А/см 2. Диаметр зондирующего пучка 1 мм Скорость анализа по глубине до 5 нм/мин. Чувствительность до 0, 01 %. 8

Достоинства и недостатки метода. + - 1. Анализу можно подвергать любые твердые вещества без какой либо специальной подготовки (металлы и сплавы, полупроводники, диэлектрики). 2. Регистрируются все элементы от водорода до трансурановых. 3. Идентификация изотопов не требует дополнительных усилий. 4. Возможность проводить послойный анализ материалов с высокой разрешающей способностью по глубине – порядка 30 - 100 Å. 5. Идентифицируются не только отдельные элементы, но и их химические соединения. 1. Трудность точного количественного определения элементного состава образца, связанная с зависимостью вероятности ионизации частиц от их окружения. 2. Разрушающее воздействие пучка первичных ионов на исследуемый образец, и как следствие, возникновения эффектов связанных с перемешиванием и сегрегацией элементов на поверхности. 9

Пока что нет такого метода, который полностью удовлетворял бы всем запросам для работы с поверхностью. Метод ВИМС не является исключением. Он занимает особое положение в области анализа состава объема и поверхности твердого тела, т. к. в ряде других отношений с ним не могут сравниться никакие другие методы. Высокочувствительность к большинству элементов, возможность регистрации атомов изотопического анализа, высокое разрешение по глубине при измерении профилей концентрации и возможность изучения распределения элементов по поверхности делают ВИМС методом трехмерного анализа изотопного и следового состава твердого тела Не очень высокая точность количественных оценок, обеспечиваемая методом ВИМС, компенсируется той качественной информацией, которую он дает. ВИМС уже оказал большое влияние на микроанализ твердых тел в направлениях, имеющих как фундаментальное, так и прикладное значение. Дальнейшее развитие метода ВИМС должно быть направлено, главным образом, на решение проблемы количественного анализа и отыскания путей повышения его точности. 10

Спасибо. 11