SekondÍre Ioane-Massa Spektroskopy (SIMS) Werom nei: frysk.htm  

1. Prinsipe: As in materiaal bestriele wurdt mei primÍre ioanen, dan stjoert it sekondÍre ioanen ķt, dat binne ladene dieltsjes fan it materiaal.
Under ynfloed fan in magnetysk fjild krije sokke ioanen in ŰfbŻging dy't Űfhinget fan har atoommassa, dy't spesifyk is foar elk elemint.

2. Resolķsje: De primÍre ioanen wurde ymplantearre yn it materiaal en ferminge har mei de boppeste 1 oant 10 nm (10-100Ň). de metoade is dÍrom yn 'e djipte wat groffer as AES.
It horizontale oplossende fermogen wurdt beskaat troch de trochsnee fan 'e primÍre ioanebondel, dy't minimaal sa 'n 10 micron is, mar by wat ienf‚ldiger ķtfiering maklik in pear millimeter bedrage kin,
De lytste te mjitten konsintraasje hinget Űf fan it materiaal en fan 'e soart primÍre ioanen en kin 10-16 oant 10-12 at/cm3 bedrage en is dan mear as in miljoen kear gefoeliger as AES. Op dy wize kinne sels dope-profilen yn healgelieder-struktueren metten wurde. In oar foardiel fan SIMS is, dat it ek wetterstof en lithium analysearje kin, dy't troch AES net 'sjoen' wurde.

3. Apparaat: Yn prinsipe bestiet it ķt in primÍre ioaneboarne en in massa-analysator. Neist de magnetyske analysator is ek de ienf‚ldiger kwadrupoal yn gebrŻk, wÍrby't de ioanebondel tusken fjouwer stÍven stjoerd wurdt, dÍr't in wikselspanning op stiet. Boppedat is it fan belang om de ioanen te filterjen neffens har enerzjy.
Yn'e praktyk is it handich om foar plakbepaling te beskikken oer in raster-elektroanemikroskoop (SEM). Wat fakķm oangiet binne de easken justjes minder strang as by AES, om't eventuele oksydelagen daliks wer Űfsputtere wurde. Dochs sil faak itselde soarte fakķmtechnyk brŻkt wurde en kombinaasje mei AES is by guon tapassings goed mŻglik.

4. Mjitrisseltaten. Dy komme beskikber as massaspektra, hjir Żnder b.g. foar nikkel. It is te sjen dat de istopen apart ferskine, hjir dus op atoommassa's fan 58, 60, 61, 62 en 64. Gewoanlik stiet de ferh‚lding tusken de isotopen fÍst, mar yn guon gefallen kin dat oars wÍze, b.g. troch nukleÍre prosessen. Dat is dan oan it SIMS-spektrum Űf te lieden.

4.1 Ynterferinsje. Hjir Żnder stiet in spektrum fan fosfor. Der is mar ien isotoop (massatal 31), mar opfallend binne de pykjes op 62 en 93. Dy wurde feroarsake troch klusters (kluten) fan twa resp. trij atomen mei in inkelde lading. Dy klustering kin Űfhingje fan de wize fan sputterjen. It is ek noch mŻglik om piken op de helte of in tredde fan it massatal te krijen, nammentlik as in inkeld atoom in mearf‚ldige lading hat. Lokkich is dÍr wat oan te dwaan mei in enerzjy-filter. It hjir beskŰge gefal is lykwols al slim genŰch, mei't de pyk op 62 gearfalt mei in isotoop fan nikkel.

Mar it kin noch slimmer. HjirŻnder jouwe wy it massaspektrum fan aluminium mei de haadpyk op 27.

As gefolch jout in kombinaasje fan aluminium en fosfor piken op 27, op 31 Ťn op 58. Dat is de som fan beide en wurdt feroarsake troch in kluster fan in aluminium- en in fosfor-atoom. En dy komt dan wol krekt oerien mei de haadpyk fan nikkel, en in analyse fan nikkel yn it bywÍzen fan fosfor en aluminium kin dus wol fergetten wurde. De pykjes op 85, resp. 89 komme troch klusters fan 2 x Al + Ni, resp. Al + 2 x Ni.

As lÍste litte wy dan nochris de ienfloed fan de eins altyd oanwÍzige soerstof (massatal 16) op fosfor sjen:

By al dizze grafiken moat der om tocht wurde, dat it hjir om in simulaasje giet; de ferh‚lding tusken de hichten fan 'e piken kin yn wurklikheid oars wÍze, mar de massatallen klopje.

4.2 Presizy. De primÍre ioanebondel slacht g‚ns dieltsjes fan it bestriele materiaal Űf, mar de SIMS-analysator mjit allinne de laden dieltsjes, de ioanen. Hokker part fan de sekondÍre dieltsjes ionisearre is, hinget lykwols tige fan de omstannichheden Űf. Ioanen wurde nammentlik foarme as it te bestrieljen materiaal in ferbining oangiet. Wurdt b.g. bestriele mei ioanen fan it edelgas argon, dan Żntsteane der eins gjin ferbinings en dus ek hast gjin sekondÍre ioanen. In helpmiddel is dan wol om in hiel lyts bytsje soerstof yn it fakķm te litten, dat dan it oerflak fan it materiaal oksydearret mei as gefolch dat g‚ns mear sekondÍre ioanen Żntsteane. Folle better lykwols is it om te wurkjen mei ioanekanonnen dÍr't apart gas ynbrocht wurde kin, wat dan Űfhinklik fan it brŻkte gas positive of negative sekondÍre ioanen jaan kin mei in foar guon materialen tige heech rindemint. As gefolch fan ien en oar kin de gefoeligens fan SIMS wol mear as in faktor tŻzen ferskille en moat de krekte wearde foar in beskate sitewaasje itige wurde mei referinsje-materialen.

5. Tapassing. De boppeneamde effekten soargje derfoar, dat SIMS nettsjinsteande syn grutte gefoeligens net goed as in allround analyse-ynstrumint brŻkt wurde kin, wat AES wol is.
SIMS fynt tapassing dÍrom benammen yn systemen dÍr't de gearstallende eleminten al fan bekend binne en it allinne mar mear giet om de ferh‚lding of de wize fan opbou (dÍr't de relative sterkte fan de Żnderskate klusters soms wat oer leare kin). In foarbyld is de boppe al neamde mjitting fan dope-profilen yn healgelieders. Om minder lÍst te hawwen fan de boppe neamde steurende piken fan oare eleminten wurdt dÍrby gebrŻk makke fan analysators mei in tige grut massa-oplossend fermogen. It is nammers sa, dat massapiken fan eleminten tige karakteristike foarmen hawwe en dat der ek lytse Űfwikings fan de ienheids-massa binne. DÍrtroch hoecht dus de boppe oanhelle lytse pyk fan fosfor op 62 dochs net krekt gear te fallen mei dy iene isotoop fan nikkel.
De folgjende Űfbylding lit sa'n detailmjitting sjen, dÍr't ķt bliken docht dat de kluster fan 2 soerstof-atomen net krekt gearfalt mei de pyk fan swevel (neffens Charles Evans & Associates).