二次離子質(zhì)譜儀主要由哪些重要結構組成？

　　二次離子質(zhì)譜儀是利用電子光學(xué)方法把惰性氣體等初級離子加速并聚焦成細小的高能離子束轟擊樣品表面，使之激發(fā)和濺射二次離子，經(jīng)過(guò)加速和質(zhì)譜分析，分析區域可降低到1-2μm直徑和5nm的深度，正是適合表面成分分析的功能，它是表面分析的典型手段之一。
 

　　二次離子質(zhì)譜儀主要由三部分組成：一次離子發(fā)射系統、質(zhì)譜儀、二次離子的記錄和顯示系統。前兩者處于壓強<10-7Pa的真空室內。
 

　　1.一次離子發(fā)射系統：
 

　　一次離子發(fā)射系統由離子源(或稱(chēng)離子槍)和透鏡組成(如左圖所示)。離子源是發(fā)射一次離子的裝置，通常是用幾百伏特的電子束轟擊氣體分子(如惰性氣體氦、氖、氬等)，使氣體分子電離，產(chǎn)生一次離子。在電壓作用下，離子從離子槍射出，再經(jīng)過(guò)幾個(gè)電磁透鏡使離子束聚焦，照射在樣品表面上激發(fā)二次離子。用一個(gè)電壓約為1KV的引出電極將二次離子引入質(zhì)譜儀。SIMS的一次離子源分為氣體放電源(O2+、O-、N2+、Ar+)、表面電離源(Cs+、Rb+)和液態(tài)金屬場(chǎng)離子發(fā)射源(Ga+、In+)等。
 

　　2.質(zhì)譜儀：
 

　　質(zhì)譜儀由扇形電場(chǎng)和扇形磁場(chǎng)組成。二次離子首先進(jìn)入一個(gè)扇形電場(chǎng)，稱(chēng)為靜電分析器。在電場(chǎng)內，離子沿半徑為r的圓形軌道運動(dòng)，由電場(chǎng)產(chǎn)生的力等于向心力。
 

　　運動(dòng)軌道半徑r等于mv2/eE，與離子的能量成正比。所以扇形電場(chǎng)能使能量相同的離子作相同程度的偏轉。由電場(chǎng)偏轉后的二次離子再進(jìn)入扇形磁場(chǎng)(磁分析器)進(jìn)行二次聚焦。由磁通產(chǎn)生的洛侖茲力等于向心力。
 

　　不同質(zhì)荷比的離子聚焦在成像面的不同點(diǎn)上。如果C狹縫固定不動(dòng)，聯(lián)系改變扇形磁場(chǎng)的強度，便有不同質(zhì)量的離子通過(guò)C狹縫進(jìn)入探測器。B狹縫稱(chēng)為能量狹縫，改變狹縫的寬度可選擇不同能量的二次離子進(jìn)入磁場(chǎng)。
 

　　3.離子探測系統：
 

　　離子探測器是二次電子倍增管，內是彎曲的電極，各電極之間施加100-300V的電壓，以便逐級加速電子。二次離子通過(guò)質(zhì)譜儀后直接與電子倍增管的初級電極相碰撞，產(chǎn)生二次電子發(fā)射。二次電子被二級電極吸引并加速，在其上轟擊出更多的二次電子，這樣逐級倍增，然后進(jìn)入記錄和觀(guān)察系統。
 

　　二次離子的記錄和觀(guān)察系統與電子探針相似，可在陰極射線(xiàn)管上顯示二次離子像，給出某元素的面分布圖，或在記錄儀上畫(huà)出所有元素的二次離子質(zhì)譜圖。
 

　　以上就是二次離子質(zhì)譜儀的重要組成結構，希望能讓大家更好地了解該儀器。