地質地球所發明使用二次離子質譜儀同時分析非金屬元素和金屬元素...

2020-11-26 儀器信息網

　　二次離子質譜(SIMS)和濺射中性粒子質譜(SNMS)是表面分析科學和材料科學中廣泛應用的分析技術。使用離子濺射固體表面能夠引起光子、電子、中性粒子和二次離子的發射。SIMS技術探測濺射產生二次離子，SNMS技術探測濺射產生中性粒子。由於二次離子的產率和基體相關，SIMS技術具有顯著的基體效應，需要標準樣品進行分析校正。中性粒子是濺射產物的主要組成部分，SNMS將中性粒子後離子化進行質譜分析，定量更加可靠。IMS1280型SIMS通常使用O2-分析金屬元素，使用Cs+分析非金屬元素，很難同時對金屬元素和非金屬元素進行分析。

　　中國科學院地質與地球物理研究所工程師唐國強等人在以上背景下，發明了一種使用二次離子質譜儀同時分析非金屬元素和金屬元素的系統和方法，並於近日獲得國家發明專利授權(發明名稱：使用二次離子質譜儀同時分析非金屬元素和金屬元素的系統和方法;發明人：唐國強，趙洪;專利號：ZL 2013 1 0654614.7)。

　　該發明使用SIMS分析二次離子，用SNMS對中性粒子分析，可以在線獲得樣品中更多的信息，保留了微區分析的特點，沒有基體效應。其特點有：分隔的真空腔體有利於濺射中性粒子的收集和離子化;中性粒子的離子化可以使用電子轟擊、熱電離、雷射共振等成熟的離子化技術;質量分析器可以使用小型的四極杆或者飛行時間質量分析器，基於電場的獨立小型質量分析器有利於減小儀器體積和縮短分析時間。

　　該發明將SIMS和SNMS兩種技術結合起來應用在IMS1280型SIMS上，能夠同時分析樣品中的金屬元素和非金屬元素，具有很大的進步意義。

　　圖1：2.一次離子;7.樣品;8.真空腔;9.二次離子;21.中性粒子;22.中性粒子;23.泵;24.小型質量分析器;25.離子;26.真空腔;27.接口;28.接口;29.接口。

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