ToF-SIMS 

Mit der Sekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS) kann die atomare und molekulare Zusammensetzung in den obersten 1-3 Monolagen eines Festkörpers erfasst werden (statische SIMS). Dazu wird die zu untersuchende Oberfläche mit geladenen Teilchen (Ionen) von bis zu 30 keV Energie beschossen und die so aus der Oberfläche herausgelösten Sekundärionen hinsichtlich ihrer Masse analysiert. Elemente und Moleküle können gleichzeitig (parallel) erfasst werden. Der Einsatz von Flugzeitanalysatoren zum Massennachweis führt zu einer hohen Nachweisempfindlichkeit (ppb, fmol). Eine Quantifizierung der Daten gelingt nur durch den Einsatz von Standardproben. Semi-quantitative Daten können gewonnen werden, wenn die zu vergleichenden Proben eine ähnliche Chemie besitzen.

Die Methode ist bildgebend und erreicht im Routinebetrieb eine Lateralauflösung von 300 nm. Durch einen fortlaufenden Ionenbeschuss kann eine Probe auch Schritt für Schritt abgetragen werden (Ionenzerstäubung, Tiefenprofilierung, Sputtering, dynamische SIMS). Auf diese Art werden Elementinformationen als Funkton der Tiefe erfasst. Obwohl der intensive Ionenbeschuss organische Bindungen i.d.R. zerstört, können unter günstigen Bedingungen auch molekulare Informationen gewonnen werden (organische Tiefenprofilierung). Durch die Kombination von Imaging und Tiefenprofilierung kann zudem auch der 3-dimensionale Aufbau eines Festkörpers bildgebend analysiert werden (3D-Mikrobereichsanalyse).

Die Anforderungen an die Probenaufbereitung sind vergleichsweise gering. Meist können die Proben ohne weitere Vorbehandlung untersucht werden. Allerdings muss das Material vakuumkompatibel sein. Neben Festkörpern können auch Pulver und Flüssigkeiten analysiert werden.

Eine detailliertere Beschreibung des ToF-SIMS Prinzips können Sie als pdf-File herunterladen:

Synonyme  

  • Flugzeitsekundärionenmassenspektrometrie
  • Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (ToF-SIMS)
  • Oberflächenmassenspektrometrie

Anwendungsbeispiele