TOF-SIMS是一种表面分析技术,用于获取电池、金属、矿物等材料表面的化学组成和形貌信息,主要包括质谱测试、面扫、深度剖析以及对应的数据分析。
(1)质谱测试+数据分析:通过对样品表面进行点扫,然后对质谱图进行峰拟合、归一化等数据处理对样品表面的元素和分子种类进行定性分析。
(2)面扫+数据分析 :在样品表面进行二维或三维扫描,获取样品表面的化学组成分布图,通过数据处理分析表面均匀性和微观结构。
(3)深度剖析+数据分析: 通过连续离子束溅射,逐层剥离样品,研究样品表面的化学组成随深度的变化情况。
1、粉末样品50mg即可,块状样品长宽1.1cm以内,厚度5mm以内,不能太大,小一些没有问题。
2、粉末样品一定要干燥脱水真空包装邮寄,粉末样品一般不做深度剖析,只做质谱和mapping。
3、如果样品比较容易氧化或者吸水请提前联系项目经理,需要真空封装好提前预约时间测试。
4、样品在超高真空下必须稳定,无腐蚀性。
5、建议样品用干净的玻璃瓶盛装或铝箔纸包装,不要用有黏性的塑料袋/膜,或者粘胶,否则会有硅油在样品表面,会遮盖样品表面的信息,TOF测试1-2nm的信息,对表面测试非常灵敏,如因包装问题导出样品表面污染测试出污染的信息,不做处理。
1、 TOF-SIMS是什么?它的核心原理是什么?
TOF-SIMS(飞行时间二次离子质谱)是一种超高灵敏度的表面分析技术。其核心原理是利用脉冲高能一次离子束(如Bi⁺或C₆₀⁺)轰击样品表面,溅射并电离出表面的原子和分子,产生二次离子;这些二次离子在电场中被加速后进入飞行管,由于不同质荷比(m/z)的离子飞行速度不同,轻离子先到达探测器而重离子后到达,通过精确测量飞行时间即可确定其质量,从而获得样品表面完整的质谱信息,并可通过束扫描实现化学成分的高空间分辨率成像。
2、TOF-SIMS的主要优势和特点是什么?
TOF-SIMS拥有三大核心优势:首先是极高的表面灵敏度,其信息深度仅1-2个原子层,是真正的表面分析技术;其次是极高的质量分辨率(m/Δm >
10,000),能准确区分质量相近的分子碎片;最后是极高的检测灵敏度(可达ppb级)和全面的检测能力,能同时检测从氢到铀的所有元素、同位素和分子物种,并结合高空间分辨率成像提供化学成分的分布图,使其在痕量污染物分析、界面研究和材料表征中不可替代。
3、 TOF-SIMS能进行定量分析吗?
TOF-SIMS难以进行直接定量分析,但可实现半定量或相对定量,其核心挑战在于强烈的“基体效应”——即同一元素的二次离子产额会因其化学环境不同而发生巨大变化。最准确的方法是使用与待测样品基体相匹配的标准样品进行校准,但这类标准物难以获得;更常用的方法是采用“相对灵敏度因子(RSF)”进行近似校正,或在未知体系中进行可靠的浓度比对(即比较同一样品不同区域或不同样品间同一信号的相对强度变化)来获得有价值的半定量结果。
4、TOF-SIMS与XPS有何区别?如何选择?
TOF-SIMS与XPS是互补的表面分析技术:TOF-SIMS优势在于提供最表层(1-2 nm)的分子信息、超高检测灵敏度(ppb级)和高空间分辨率化学成像,但定量性差且谱图复杂;XPS则提供稍深(5-10 nm)区域的元素组成和精确化学态信息,并能进行较好的定量分析,但灵敏度较低且成像分辨率较差。选择依据在于具体需求:若需检测痕量污染物、分子结构或高分辨化学成像首选TOF-SIMS;若需精确测定元素含量和化学态则选XPS;许多深入研究需两者结合以获得更全面的表面信息。
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