材料質譜分析

主要包括電感耦合等離子體質譜ICP-MS和飛行時間二次離子質譜法TOF-SIMS

（1） 電感耦合等離子體質譜(inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS)ICP-MS是利用電感耦合等離子體作為離子源的一種元素質譜分析方法；該離子源產生的樣品離子經質譜的質量分析器和檢測器后得到質譜；檢出限低（多數元素檢出限為ppb-ppt級）；線性范圍寬（可達7個數量級）；分析速度快（1分鐘可獲得70種元素的結果）；譜圖干擾少（原子量相差1可以分離），能進行同位素分析。

（2） 飛行時間二次離子質譜法（Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry, TOF-SIMS） 是通過用一次離子激發樣品表面，打出極其微量的二次離子，根據二次離子因不同的質量而飛行到探測器的時間不同來測定離子質量的極高分辨率的測量技術。

 工作原理：

1.利用聚焦的一次離子束在樣品上進行穩定的轟擊，一次離子可能受到樣品表面的背散射（概率很小），也可能穿透固體樣品表面的一些原子層深入到一定深度，在穿透過程中發生一系列彈性和非彈性碰撞。一次離子將其部分能量傳遞給晶格原子，這些原子中有一部分向表面運動，并把能量傳遞給表面離子使之發射，這種過程成為粒子濺射。在一次離子束轟擊樣品時，還有可能發生另外一些物理和化學過程：一次離子進入晶格，引起晶格畸變；在具有吸附層覆蓋的表面上引起化學反應等。濺射粒子大部分為中性原子和分子，小部分為帶正、負電荷的原子、分子和分子碎片；

2.電離的二次粒子（濺射的原子、分子和原子團等）按質荷比實現質譜分離；

3.收集經過質譜分離的二次離子，可以得知樣品表面和本體的元素組成和分布。在分析過程中，質量分析器不但可以提供對于每一時刻的新鮮表面的多元素分析數據。而且還可以提供表面某一元素分布的二次離子圖像。

4. TOF（Time of Flight）的獨特之處在于其離子飛行時間只依賴于他們的質量。由于其一次脈沖就可得到一個全譜，離子利用率最高，能最好地實現對樣品幾乎無損的靜態分析，而其更重要的特點是只要降低脈沖的重復頻率就可擴展質量范圍，從原理上不受限制。