Масс-спектрометрические
методы
Масс-спектрометрические методы —
инструментальные методы установления
строения соединений посредством перевода
вещества в ионизированное состояние,
разделения образующихся ионов по величинам
отношения массы к заряду и регистрации ионов
каждого вида.
Основные способы ионизации
Электронная ионизация (electron ionizaton, EI)
Химическая ионизация (chemical ionizaton, CI
Ионизация электрическим полем (fell ionizaton, FI) и полевая десорбция
(fell le躙orpton, Fe)
Бомбардировка быстрыми атомами (fa躙t atom bombarlment, FAB)
Масс-спектрометрия вторичных ионов с ионизацией в жидкой фазе (liquil
躙econlary ion ma躙躙 躙pectrometry, LSIMS)
Ионизация лазерной десорбцией при содействии матрицы (matrix-a躙躙i躙tel
la躙er le躙orpton ionizaton, MALeI)
Ионизация распылением в электрическом поле (electro躙pray ionizaton, ESI)
Ионизация бомбардировкой быстрыми ионами (вторичноионная массспектрометрия – SIMS)
Масс-спектрометрические методы
РФД
ЭСД
ПИМ, ТПД
МСББА
МСББА - МС с бомбардировкой быстрыми атомами,
ЭСД – электронно-стимулированная десорбция,
ТПД – температурно-программируемая десорбция,
ВИМС – вторично-ионная масс-спектрометрия
Вторично-ионная масс-спектрометрия
(ВИМС)
высокочувствительность к большинству элементов
(по концентрации ~ 1012 - 1016 атомов примеси в 1 см3),
возможность регистрации всех элементов,
возможность изотопического анализа,
возможность
соединений,
идентификации
химических
Возможность анализа изменения концентрации по
глубине,
возможность изучения распределения элементов по
поверхности,
возможность исследования любого твердого образца
без какой-либо подготовки
метод
трехмерного анализа
изотопного и
следового состава
твердого тела
Виды взаимодействия ионов с
поверхностью
Вторичная ионная эмиссия
Первичные ионы с энергией ~ 10 кэВ проникают на
глубину ~ 100 A. В процессе их торможения в решетке
твердого тела, вследствие парных взаимодействий,
развиваются
каскады
последовательных
столкновений между атомами матрицы. Часть
каскадов столкновений имеет вероятность выйти на
поверхность. Если энергия поверхностного атома
матрицы в конце каскада достаточна для его отрыва
от поверхности, то происходит его эмиссия.
Ионизация атома может происходить как во время
распыления, так и после.
В процессе распыления кроме
атомарных ионов, образуются и
молекулярные.
Принципиальная схема ВИМС
Схема установки ВИМС
Анализ вторичных ионов
Динамический
(пространственное разделение ионов)
Радиус движения ионов
R = mv / qB
Времяпролетный (статический)
(измерение пролетного времени иона от входа
в анализатор до взаимодействия с мишенью)
Время пролета ионов
ВИМС спектры