
現(xiàn)代飛行時(shí)間二次離子質(zhì)譜儀(TOF-SIMS)源于上個(gè)世紀(jì)七十年代。它的特點(diǎn)之一是高靈敏度。對幾乎所有的元素其可測量濃度都可以達(dá)到ppm(百萬分之一)數(shù)量級,有些可以達(dá)到ppb(十億分之一)量級。特點(diǎn)之二是高縱向分辨率,一代TOF-SIMS其分辨率可以達(dá)到二至三個(gè)原子層。同時(shí)隨著技術(shù)的改善,分析區(qū)域越來越小。上述特點(diǎn)使TOF-SIMS在材料的成份、摻雜和雜質(zhì)沾污等方面的分析中擁有不可替代的地位(特別是在微量摻雜和缺陷分析領(lǐng)域幾乎不可替代),TOF-SIMS還可以提供膜層結(jié)構(gòu)深度信息和三維重構(gòu)(3D)信息。
近年來,TOF-SIMS在生物科技領(lǐng)域應(yīng)用也日益受到重視。TOF-SIMS的高分辨率成像效果,使得納米尺度的單細(xì)胞成像成為可能,國內(nèi)學(xué)者已經(jīng)在藥物細(xì)胞內(nèi)代謝分析、細(xì)胞分型等領(lǐng)域取得成果。

三重聚焦飛行時(shí)間質(zhì)量分析器:用于接收和傳輸二次離子;其包括三套90º 扇形靜電分析器(ESA);擁有共點(diǎn)觀察,寬角度能量接收和高景深,提高了質(zhì)量分辨率,對粗糙、表面不平整(有Patterns) 表面有優(yōu)異靈敏的化學(xué)成像和成分分析能力;
液態(tài)金屬離子槍LMIG可同時(shí)進(jìn)行高質(zhì)量采譜和成像分析:采用HR2模式 (即高質(zhì)量分辨模式下保持高空間分辨模式)的化學(xué)態(tài)/分子成像能力,使之可同時(shí)在高空間分辨和高質(zhì)量分辨下進(jìn)行分析,其使用高分析束流( i.e. ≥ 1 nA), 因此分析時(shí)間依然可以控制在短時(shí)間內(nèi), e.g. ≤ 10 分鐘。
脈沖荷電中和系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng):在分析絕緣材料時(shí)可對荷電效應(yīng)進(jìn)行自動(dòng)中和;采用低能量脈沖、聚焦電子槍和超低能量的離子束流進(jìn)行荷電中和使系統(tǒng)適于高分子和玻璃等絕緣材料分析;
全自動(dòng)化分析能力:使用高精度5-軸樣品臺可在快速進(jìn)樣腔室和分析腔室里運(yùn)行,在進(jìn)樣腔室里可直接把樣品托安裝在樣品臺上;從進(jìn)樣腔室到分析室全自動(dòng)控制,無需手動(dòng)傳輸;
冷熱樣品臺:冷熱樣品臺在傳輸過程中其溫度可持續(xù)控制;
MS/MS串聯(lián)質(zhì)譜:可同時(shí)進(jìn)行傳統(tǒng)TOF-SIMS成像和采譜分析(MS1) 以及對特定離子進(jìn)行離子成像和采譜分析(MS2),從而對所分析區(qū)域提供最完整全面的分析信息;對每一個(gè)特定離子來說,其離子裂解規(guī)律,或離子譜圖都有特征性,可清楚表征高質(zhì)量數(shù)離子的分子結(jié)構(gòu),特別適用于對有機(jī)高分子材料的成分表征(更準(zhǔn)確地得到有機(jī)成分和分子結(jié)構(gòu)信息);