Sekundär jonmasspektrometri (SIMS ) är en metod för att erhålla joner från lågflyktiga, polära och termiskt instabila föreningar inom masspektrometri .
Till en början användes den för att bestämma grundämnessammansättningen av lågflyktiga ämnen, men senare började den användas som en desorptionsmetod för mjukjonisering av organiska ämnen. Används för att analysera sammansättningen av fasta ytor och tunna filmer. SIMS är den mest känsliga ytanalystekniken, som kan detektera närvaron av ett element i intervallet 1 del per miljard.
Provet bestrålas med en fokuserad stråle av primära joner (till exempel , , , ) med energier från 100 eV till flera keV (stor energi används i FAB-metoden). Den resulterande sekundära jonstrålen analyseras med hjälp av en massanalysator för att bestämma ytans elementära, isotopiska eller molekylära sammansättning.
Utbytet av sekundära joner är 0,1-0,01%.
SIMS-metoden kräver skapandet av höga vakuumförhållanden med tryck under 10 −4 Pa (ungefär 10 −6 m bar eller mmHg ). Detta är nödvändigt för att säkerställa att sekundära joner inte kolliderar med omgivande gasmolekyler på väg till sensorn ( medelfri väg ) och även för att förhindra ytkontamination genom adsorption av omgivande gaspartiklar under mätning.
Den klassiska analysatorn baserad på SIMS inkluderar:
Skilj mellan statiska och dynamiska lägen för SIMS.
Ett lågt jonflöde per ytenhet används (< 5 nA/cm²). Således förblir den studerade ytan praktiskt taget oskadd.
Det används för att studera organiska prover.
Flödet av primära joner är stort (i storleksordningen μA/cm²), ytan undersöks sekventiellt med en hastighet av cirka 100 ångström per minut.
Läget är destruktivt och därför mer lämpligt för elementaranalys.
Erosion av provet gör det möjligt att få en profil av fördelningen av ämnen på djupet.