The technique of Secondary Ion Mass

The technique of Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) is the most sensitive of all the commonly-employed surface analytical techniques - capable of detecting impurity elements present in a surface layer at < 1 ppm concentration, and bulk concentrations of impurities of around 1 ppb (part-per-billion) in favourable cases. This is because of the inherent high sensitivity associated with mass spectrometric-based techniques.

There are a number of different variants of the technique :

Statics SIMS : used for sub-monolayer elemental analysis
Dynamic SIMS : used for obtaining compositional information as a function of depth below the surface
Imaging SIMS : used for spatially-resolved elemental analysis
All of these variations on the technique are based on the same basic physical process and it is this process which is discussed here, together with a brief introduction to the field of static SIMS. Further notes on dynamic and imaging SIMS can be obtained in Section 7.4 - SIMS Imaging and Depth Profiling.

In SIMS the surface of the sample is subjected to bombardment by high energy ions - this leads to the ejection (or sputtering) of both neutral and charged (+/-) species from the surface. The ejected species may include atoms, clusters of atoms and molecular fragments
SECONDARY ION TRANSFER
5. Secondary Ion Transfer.
After the secondary ions have been extracted from the sample surface by the immersion lens
they are transferred by a second electrostatic (transfer) lens into the mass spectrometer. The purpose
of this transfer lens is to form a real magnified image of the sample surface at the position of the
field aperture and to focus the secondary ion beam onto the entrance slit of the spectrometer.
At the same position as the entrance slit is the contrast aperture. Smaller contrast apertures
intercept ions with off-axis components, resulting in greater spatial resolution but reduced ion
intensities.
The immersion lens and the transfer lens together form the Cameca ion microscope, which
enables an image to be viewed by an appropriate detector at the position of the field aperture. The
Cameca has three transfer lenses, but only a single lens is used at any one time, and is user selected.
Each lens produces a different magnification of the sample surface at the position of the field
aperture.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เทคนิคของรองไอออนมวลใน Spectrometry (ซิมส์) สำคัญที่สุดของทั้งหมดว่าจ้างโดยทั่วไปผิววิเคราะห์เทคนิค - สามารถตรวจองค์ประกอบมลทินที่อยู่ในชั้นผิวที่เข้มข้น < 1 ppm และจำนวนมากความเข้มข้นของสิ่งสกปรกรอบ 1 ppb (ส่วนต่อล้าน) ในกรณีที่ดีได้ นี้เป็น เพราะความไวสูงโดยธรรมชาติที่เกี่ยวข้องกับมวล spectrometric ใช้เทคนิคมีจำนวนของตัวแปรต่าง ๆ เทคนิค:สถิตยศาสตร์ซิมส์: ใช้สำหรับการวิเคราะห์ธาตุ monolayer ย่อยซิมส์แบบไดนามิก: ใช้สำหรับรับข้อมูล compositional เป็นฟังก์ชันของความลึกใต้ผิวหนังภาพที่ซิมส์: ใช้สำหรับแก้ไข spatially วิเคราะห์ธาตุรูปแบบเหล่านี้ในเทคนิคทั้งหมดขึ้นอยู่กับกระบวนการทางกายภาพพื้นฐานเดียวกัน และเป็นกระบวนการที่อธิบายไว้ที่นี่ พร้อมแนะนำสั้น ๆ ในฟิลด์ของซิมส์แบบ นี้ หมายเหตุเพิ่มเติมเกี่ยวกับซิมส์แบบไดนามิก และถ่ายภาพได้ในส่วน 7.4 - ซิมส์ถ่ายภาพและสร้างโพรไฟล์ความลึกในพื้นผิวของตัวอย่างจะอยู่ภายใต้การระดมยิง โดยที่ประจุพลังงานสูง - ซิมส์นี้นำไปสู่พันธุ์ขับ (หรือสปัตเตอร์) ทั้งเป็นกลาง และคิดค่าธรรมเนียม (+/-) จากพื้นผิว พันธุ์ ejected อาจประกอบด้วยอะตอม อะตอมและโมเลกุลบางส่วนของกลุ่มโอนย้ายไอออนรอง5. รองไอออนโอน หลังจากกันสำรองแยกจากพื้นผิวตัวอย่าง โดยแช่เลนส์จะถูกโอนย้าย โดยเลนส์สถิต (โอนย้าย) ที่สองเข้าไปในสเปกโตรมิเตอร์โดยรวม วัตถุประสงค์การโอนย้ายนี้เลนส์เป็นแบบภาพจริงขยายของผิวอย่างที่ตำแหน่งของการฟิลด์รูรับแสง และโฟกัสลำไอออนรองลงในร่องทางเข้าของสเปกโตรมิเตอร์ ในตำแหน่งเดียวกับร่องเข้าเป็นรูรับแสงความคมชัด มีความคมชัดน้อยดักกันกับคอมโพเนนต์ออกจากแกน ผลในความละเอียดพื้นที่มากขึ้นแต่ไอออนลดลงปลดปล่อยก๊าซ แช่เลนส์และเลนส์โอนกันแบบกล้องจุลทรรศน์ไอออน Cameca ซึ่งทำให้ภาพดูได้ โดยการตรวจจับที่เหมาะสมที่ตำแหน่งของรูฟิลด์ ที่Cameca มีสามเลนส์โอน แต่ใช้เพียงเลนส์เดียวเวลาเดียว และผู้ใช้เลือกเลนส์แต่ละอัตราส่วนที่แตกต่างกันของพื้นผิวตัวอย่างตำแหน่งของฟิลด์ที่สร้างรูรับแสง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เทคนิคการมวลสารไอออนรอง (SIMS) เป็นที่มีความสำคัญมากที่สุดของทุกพื้นผิวทั่วไปลูกจ้างเทคนิคการวิเคราะห์ - ความสามารถในการตรวจสอบองค์ประกอบบริสุทธิ์อยู่ในชั้นผิวที่ <1 ppm ความเข้มข้นและความเข้มข้นของกลุ่มของสิ่งสกปรกประมาณ 1 ppb ( ส่วนต่อพันล้านดอลลาร์) ในกรณีที่ดี นี้เป็นเพราะความไวสูงโดยธรรมชาติที่เกี่ยวข้องกับเทคนิคมวล spectrometric ตาม. มีจำนวนของสายพันธุ์ที่แตกต่างกันของเทคนิคคือสถิตซิมส์: ใช้สำหรับย่อย monolayer วิเคราะห์ธาตุแบบไดนามิกซิมส์: ใช้สำหรับการได้รับข้อมูล compositional เป็นหน้าที่ของความลึก ใต้พื้นผิวการถ่ายภาพ Sims: ใช้ในการวิเคราะห์ธาตุเชิงพื้นที่-แก้ไขทุกรูปแบบเหล่านี้เกี่ยวกับเทคนิคจะขึ้นอยู่กับกระบวนการทางกายภาพพื้นฐานเดียวกันและมันก็เป็นกระบวนการนี้ซึ่งจะกล่าวถึงที่นี่พร้อมกับแนะนำสั้น ๆ กับสาขาของซิมส์แบบคงที่ บันทึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับซิมส์แบบไดนามิกและการถ่ายภาพจะได้รับในส่วนที่ 7.4 -. SIMS การถ่ายภาพและความลึก Profiling ใน SIMS พื้นผิวของตัวอย่างที่อยู่ภายใต้การโจมตีโดยไอออนพลังงานสูง - นี้นำไปสู่การออก (หรือสปัตเตอร์) ของทั้งสองที่เป็นกลางและการเรียกเก็บเงิน (+/-) สายพันธุ์จากพื้นผิว พุ่งออกมาชนิดที่อาจรวมถึงอะตอมกลุ่มของอะตอมและโมเลกุลเศษมัธยมศึกษา ION โอน5 โอนไอออนรอง. หลังจากไอออนรองได้รับการสกัดจากผิวตัวอย่างโดยการแช่เลนส์ที่พวกเขาจะถูกโอนจากไฟฟ้าสถิตที่สอง (โอน) เลนส์เข้าไปในสเปกโตรมิเตอร์มวล วัตถุประสงค์ของเลนส์โอนนี้คือรูปแบบภาพขยายพื้นผิวที่แท้จริงของกลุ่มตัวอย่างที่ตำแหน่งของรูรับแสงภาคสนามและจะมุ่งเน้นลำแสงไอออนรองลงบนช่องทางเข้าของสเปกโตรมิเตอร์. ในตำแหน่งเดียวกับช่องทางเข้าเป็นทางตรงกันข้าม รู เปิดรูรับแสงความคมชัดขนาดเล็กตัดไอออนที่มีส่วนประกอบของแกนออกผลในความละเอียดเชิงพื้นที่มากขึ้น แต่ลดลงไอออนเข้ม. แช่เลนส์และเลนส์ถ่ายโอนกันแบบกล้องจุลทรรศน์ Cameca ไอออนซึ่งช่วยให้ภาพที่จะดูได้โดยเครื่องตรวจจับที่เหมาะสมในตำแหน่งของ รูรับแสงด้าน Cameca มีสามเลนส์ถ่ายโอน แต่เพียงเลนส์เดียวจะใช้ที่ใดเวลาหนึ่งและเป็นผู้ใช้ที่เลือก. แต่ละเลนส์ผลิตขยายพื้นผิวที่แตกต่างกันของกลุ่มตัวอย่างที่ตำแหน่งของสนามรูรับแสง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เทคนิคของรองไอออนมวลสาร ( ซิม ) ที่สําคัญที่สุดของทั้งหมดที่ใช้เทคนิคการวิเคราะห์พื้นผิว - สามารถตรวจสอบสิ่งเจือปนองค์ประกอบที่มีอยู่ในผิวชั้น < 1 ppm ความเข้มข้นและปริมาณขนาดใหญ่ของสิ่งสกปรกประมาณ 1 ppb ( part per billion ) ในรายดีนี้เป็นเพราะ บริษัท ที่เกี่ยวข้องกับความไวสูงมวลพื้นฐานเทคนิค

มีจำนวนของสายพันธุ์ที่แตกต่างกันของเทคนิค :

. ( ใช้สำหรับย่อยอย่างพลวัตการวิเคราะห์ธาตุ
ซิมส์ : ใช้สำหรับการได้รับข้อมูลส่วนประกอบตามระดับความลึกด้านล่างพื้นผิว
ภาพซิมส์ : ใช้สำหรับเปลี่ยนแก้ไข การวิเคราะห์ธาตุ
ทั้งหมดของรูปแบบเหล่านี้ในเทคนิคจะขึ้นอยู่กับพื้นฐานทางกายภาพกระบวนการและนี้คือกระบวนการซึ่งจะกล่าวถึงที่นี่ พร้อมกับสั้นเบื้องต้นด้านซิมส์ไม่เคลื่อนไหว เพิ่มเติมบันทึกในแบบไดนามิกและการถ่ายภาพซิมส์สามารถรับได้ในส่วน 7.4 - ซิมส์ภาพและความลึก
โปรไฟล์ในซิมส์ของพื้นผิวของตัวอย่างอยู่ภายใต้การโจมตีโดยไอออนพลังงานสูงนี้ นำไปสู่การฉีด ( หรือทำงาน ) ทั้งสองเป็นกลางและประจุ ( - ) สายพันธุ์จากพื้นผิว แต่ชนิดที่อาจรวมถึงกลุ่มของอะตอม และอะตอมโมเลกุลไอออนทุติยภูมิโอนเศษ

5 . โอน
ไอออนทุติยภูมิหลังจากไอออนทุติยภูมิได้ถูกสกัดจากผิวตัวอย่างจากเลนส์แช่
พวกเขาจะถูกโอนโดยที่สองไฟฟ้าสถิต ( โอน ) เลนส์ในแมสสเปกโตรมิเตอร์ วัตถุประสงค์
นี้โอนเลนส์คือรูปแบบจริงภาพขยายพื้นผิวของตัวอย่างที่ตำแหน่งของรูรับแสง และโฟกัส
เขตมัธยมลำแสงไอออนไปยังทางเข้าเชือดของ
สเปกโตรมิเตอร์ที่ตำแหน่งเดียวกับทางเข้ากรีดเป็นทางรู เล็กคมชัดแสง
สกัดไอออนที่มีส่วนประกอบนอกแกน ส่งผลให้พื้นที่มากขึ้น แต่ลดความเข้มประจุ
.
การแช่เลนส์และเลนส์ด้วยกันแบบฟอร์มโอน cameca อิออนกล้องจุลทรรศน์ซึ่ง
ช่วยภาพจะดูโดยเครื่องตรวจจับที่เหมาะสมในตำแหน่งของนารู
cameca ได้โอนสามเลนส์ แต่เป็นเลนส์เดี่ยวที่ใช้ในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง และเป็นผู้ใช้ที่เลือก
แต่ละเลนส์ผลิตขยายที่แตกต่างกันของพื้นผิวของตัวอย่างที่ตำแหน่งของฟิลด์
รู