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Flugzeit-Sekundärmassenspektroskopie (TOF-SIMS)

Die Sekundär-Ionen-Massen-Spektrometrie (SIMS) gehört zu den Ionenstrahltechniken. Die Probe wird mit Primärionen, welches einatomare oder Cluster-Ionen sein können, mit einer Energie von 0,2–25keV beschossen. Hierbei entstehen neutrale, positiv und negativ geladene Teilchen.

Die neutralen Teilchen, die über 90% des emittierten Materials darstellen, gehen bei der SIMS für die Analyse verloren. Die Trennung der geladenen Teilchen erfolgt mit Massenanalysatoren (Massenfiltern). Am verbreitetsten sind der Quadrupolmassenanalysator, der Flugzeit- massenanalysator (time of flight = TOF) und der magnetische Sektorfeldmassenanalysator. Die letzten beiden erreichen Massenauflösungen, die auch kleinste Massenunterschiede auf- lösen können. Zum Beispiel können Al+, BO+ und C2H3+-Ionen von diesen sicher getrennt wer- den, obwohl alle drei die Nominalmasse 27 haben. Auflösungswerte von einem Zehntau- sendstel der Ionenmasse werden heute erreicht oder teilweise sogar unterschritten. Die Ionen gelangen nach Durchfliegen des Analysators zu einem Detektor oder einer Detektorgruppe. Die Signalhöhe als Maß für die Teilchenmenge dient der Auswertung der Zusammensetzung.