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飞行时间二次离子质谱仪

  • 简单描述:飞行时间二次离子质谱仪的工作原理是指带有几千电子伏特能量的一次离子束入射样品表面,在作用区域激发出不同粒子包括二次电子、中性微粒、二次离子、反射离子等,通过不同的探测器采集不同信息,收集二次离子通过飞行时间质量分析器分析后可得到关于样品表面成分信息的质谱,从而得知样品表面的信息。同时PHI nanoTOF IITM还具有很高的成像分辨能力,可以表征形貌复杂的样品而使成像没有阴影效应。
  • 更新时间:2022-01-04
  • 产品型号:TRIFT-V nanoTOF-II
详细介绍

特点

立体收集角度大和深景深

二次离子以不同的初始能量和角度从样品表面飞出,即使是质量完全相同的离子,在分析仪内的飞行时间也会产生差异,因此,飞行时间差是导致质量分辨率变差的原因之一。nanoTOF II采用的是三重聚焦静电分析仪(TRIFT型),可以同时矫正由初始能量和发射角的差异而发生的飞行时间差。TRIFT型分析仪的最大的特长优势,就是同时实现了高质量分辨率和高检测灵敏度,并且没有成像阴影。

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同时实现高空间及高能量分辨模式

nanoTOF II配置了新开发的离子枪(常使用的离子源有Bi,Au,Ga),通常空间分辨率最小能达到70 nm(Bi3++)。此外,在新设计的脉冲压缩(聚束Bunched)条件下,采用高质量分辨率模式(Bi3++),空间分辨率可以达到500 nm甚至500 nm以下,同时增加了三倍以上的电流密度,提高了灵敏度,空间分辨率以及质量分辨率。

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视野范围最小可至5微米

下图显示的是在较高的空间分辨率模式下,PS/PMMA聚合物的成像。传统上来说,聚合物的分子分布结构,只能用AFM观察,但在这里,nanoTOF II也能做到。

低背景和亚稳抑制

nanoTOF II继承了上一代的设计优点,在TRIFT质谱仪中增加了能量过滤器(Energy Slit)来实现对亚稳态离子的抑制 (Metastable Rejection) ,从而降低质谱的背景噪音。下面谱图通过比较Reflectron型和TRIFT型为基础的质谱仪,明显地可以看到Reflectron型谱仪由于不具备亚稳抑制功能,其得到图谱背景噪音远高于TRIFT型谱仪的背景噪音。

多种离子枪选配实现高精度深度剖析

nanoTOF II可以配备一套用于深度分析的离子枪,溅射离子枪通常有适用于无极化合物的铯离子枪(适用于负离子分析)和氧离子枪(适用于正离子分析),适用于有机物薄膜深度剖析的C60离子枪和氩气体团簇(Ar-GCIB)离子枪,这些离子枪可在较高的深度分辨率模式下,实现高灵敏度的深度剖析,整个离子枪的应用范围如下图所示。

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FIB-TOF三维深度分布成像

TRIFT分析仪的内在特性可以通过成像FIB铣削坑的垂直型墙而不必倾斜样品。因此,材料的全3D特性化在连续FIB铣削和TOF-SIMS采集周期是可能的,而其三维图像重建也可以非常简单,因为样本在FIB切割和TOF-SIMS数据采集期间是不需要移动的。

 

 

 

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