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二次イオン質量分析(Secondary Ion Mass Spectrometry 略称 SIMS)は、イオンビーム(一次イオン)を試料に照射することで、試料へのスパッタ現象によって二次的に放出される構成元素イオン(二次イオン)を、直接質量分析にかけて、元素または化合物の同定や、その濃度を測定する評価法です。
水素からウランまでの全元素とその同位体に対して元素の同定が可能で、軽元素である水素の分析まで可能です。また、検出限界が極めて低く、ppm〜ppbのオーダまでの元素濃度測定が可能です。さらに、分析測定がイオンよって掘られながら進むので、表面〜数十μmまでの深さ濃度分布が得られます。
一次イオンビームを生成するイオン源として、3種類あります。ガス成分イオン(O2+, Ar+等)を引き出すためのデュオプラズマトロン、液体金属イオン(Cs+, Ga+等)を生成するための電界放出型イオン源、表面電離現象を利用するイオン源(Cs+)などのイオン源の3種類で、測定したい二次イオン元素により適切なものを選択します。 |
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