SIMS理论:离子像

离子图像会显示样品表面的二次离子强度的位置。图像尺寸从500um到低于10um的范围不等。离子图像有两种工作模式,称为离子显微镜或者共焦成像,以及离子微束成像或者光栅扫描。离子显微镜需要结合离子显微镜/质谱仪,才能在没有损失横向位置信息的前提下,才能将从样品中选择的质量离子束传输到侦测器。图像侦测器指示离子的位置。因为离子侦测器是圆形的,所以离子显微镜图像通常是圆形的。可以实现1um的横向分辨率。在损失讯号强度的前提下,SIMS分析器可以选择较高横向分辨率的图像;在损失图像电场直径的前提下,可以选择较高的质量分辨率。

对于离子微束成像来说,精细聚焦的一次离子束扫过样品的光栅图样,由软件收集二次离子强度得到光束位置的函数。微束成像使用标准的电子倍增器,图像形状会符合光栅图案形状,通常是正方形。横向分辨率取决于微束直径,并且会通过液体金属离子枪向下延伸20nm。有些仪器同时会产生高质量分辨率和高横向分辨率。但是,SIMS分析器必须以高灵敏度来交换高横向分辨率,因为将一次光束聚焦到较小的直径同时也会降低光束强度。

次级离子质谱法理论:离子成像

案例(微束)图像显示在黄铁矿边缘位置的含金金矿样品中的黄铁矿晶粒(FeS2)。右侧的图像是34S,左侧的图像是197Au。比例尺和相应的颜色代表每个不同范围的二次离子强度。

三维分析是可以藉由溅射时间的函数(图像深度分析)获得图像。显微镜溅射超过微束率,通常会有几个数量级。因此,显微镜成像会产生和横向图像比例更为兼容的深度比例。微束成像通常会提供更好的图像特性,除了需要进行三维分析,或用于图像采集前需要将覆盖层去除的情况之外。