液态金属离子源、二次离子质谱仪、二次离子质谱分析方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种液态金属离子源、二次质谱仪以及相应的分析方法及其应用。特别涉及根据所述温和ＳＩＭＳ（Ｇ－ＳＩＭＳ）方法的质谱方法。为此目的，所使用的液态金属离子源一方面包含具有原子量≥１９０Ｕ的第一金属，另一方面包含具有原子量≤９０Ｕ的另一金属。根据本发明专利技术，对于Ｇ－ＳＩＭＳ方法来说，两种离子类型中的一种被交替从一次离子束中过滤出来并且作为纯质量一次离子束直射到目标上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及液态金属离子源、二次离子质谱仪以及二次离子质谱分析方法及其应用。
技术介绍
二次离子质谱特别指所谓的静态二次质谱(SSIMS)。能量丰富的一次离子束直射 到待分析的基体表面。当轰击基体时，一次离子束将随后要分析的所谓二次离子从该材料 中撞击出来。通过这种分析，能够确定表面的材料。为了获取表面上的特定物质分布信息， 一次离子束可对该表面进行扫描。为了获取纵深信息，可将一次离子束直射到表面的一个 特定位置，经过一段时间后，移去该处表面，以便暴露并分析更深的层。也能够将表面扫描 与纵深剖面分析相结合。例如，DE 103 39 346 A1中公开了一种传统静态二次离子质谱方法。专家们提出的名为温和二次离子质谱(Gentle SIMS或G-SIMS)的方法有时用于 对表面的分析。例如，在 I. S. Gilmore 等人的Static SIMS towards unfragmented mass spectra-the G-SIMS procedure, AppliedSurface Science 161 (2000)pp. 465-480 ^pfi 有描述。G-SIMS方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液态金属离子源，包括合金中的铋，其特征在于：所述合金包含其它金属；所述其它金属的原子量≤９０ｕ，在铋中的溶解度≥１％，具有极少或不具有同位素或者具有窄的同位素分布，并且在离子束生成过程中，不形成或仅形成少量的具有铋的混合团簇。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2007-10-29 07021097.6一种液态金属离子源，包括合金中的铋，其特征在于所述合金包含其它金属；所述其它金属的原子量≤90u，在铋中的溶解度≥1％，具有极少或不具有同位素或者具有窄的同位素分布，并且在离子束生成过程中，不形成或仅形成少量的具有铋的混合团簇。2.根据前述权利要求所述的液态金属离子源，其特征在于所述其它金属是锰。3.一种液态金属离子源，包括合金中的铋，其特征在于所述合金中包含锰作为其它4.根据前述权利要求中任一项所述的液态金属离子源，其特征在于所述其它金属 的天然或富集的主要同位素占所述液态金属离子源中的所述其它金属的总比例的比例为 ^ 80%,有利地为彡90%，有利地为彡95%。5.根据前述权利要求中任一项所述的液态金属离子源，其特征在于铋和所述其它金 属在所述离子束生成过程中形成的包含铋和所述其它金属的混合团簇相对于总的放射谱 彡10%，有利地为彡5%。6.根据前述权利要求中任一项所述的液态金属离子源，其特征在于所述液态金属离 子源所生成的一次离子束中的所述其它金属的比例实质上对应于所述其它金属在所述合 金中的化学计量比例或者是与该比例相同。7.根据前述权利要求中任一项所述的液态金属离子源，其特征在于所述合金中的铋 含量为彡50 %，有利地为彡90 %。8.根据前述权利要求中任一项所述的液态金属离子源，其特征在于所述合金中的所 述其它金属的含量为彡0. 5 %，有利地为彡2 %。9.根据前述权利要求中任一项所述的液态金属离子源，其特征在于所述合金中的所 述其它金属的含量为彡50%，有利地为彡10%。10.根据前述权利要求中任一项所述的液态金属离子源，其特征在于在所述合金中 所述铋和所述其它金属总共占的比例为彡90%，有利地为彡95%，有利地为彡98%。11.根据前述权利要求中任一项所述的液态金属离子源，其特征在于所述合金是包 含铋的低熔点合金。12.根据前述权利要求中任一项所述的液态金属离子源，其特征在于所述合金的熔 点低于纯铋的熔点或者彡270°C。13.根据前述权利要求中任一项所述的液态金属离子源，其特征在于所述金属合金 是具有一种或多种下述金属的所述其它金属和铋的合金附、01、211、3(3、6&、1111和/或56。14.一种二次粒子质谱仪，用于利用液态金属离子源对诸如二次离子和/或再次电离 的中性二次粒子进行分析，所述液态金属离子源生成用于抽样辐射和二次粒子生成的一次 离子束，其特征在于其具有根据前述权利要求中任一项所述的液态金属离子源作为液态金属离子源，并且还具有过滤器装置，利用所述过滤器装置，从所述液态金属离子源放射的所述一 次离子束中，能够过滤出多种铋离子类型之中一种，所述多种铋离子类型之中一种的质量 近似或精确为一价或多价单原子铋离子的倍数，作为纯质量过滤一次离子束，并且还可以 从所述其它金属的多种离子类型中过滤出一次离子束作为纯质量过滤一次离子束。15.根据前述权利要求所述的二次粒子质谱仪，其特征在于纯质量经过滤的铋离子束包括类型Binp+的专有离子，其中n≥2，p≥1，并且n和p分别为自然数，有利地为Bi3+。16.根据前述权利要求所述的二次粒子质谱仪，其特征在于过滤出来作为纯质量离 子束的所述离子属于下述类型中的一种:Bi2\ Bi3+、Bi4+、Bi5+、Bi6+、Bi/、Bi32+、Bi52+或Bi72+。17.根据权利要求14至16中任一项所述的二次粒子质谱仪，其特征在于铋在由所述 液态金属离子源放射的所述一次离子束中的比例为≥50%，有利地为≥90%。18.根据权利要求14至17中任一项所述的二次粒子质谱仪，其特征在于所述其它金 属的离子在由所述液态金属离子源放射的所述一次离子束中的比例为≥0. 5%，有利地为≥2%。19.根据权利要求14至18中任一项所述的二次粒子质谱仪，其特征在于所述其它 金属的离子在由所述液态金属离子源放射的所述一次离子束中的比例为≤50%，有利地为 ≤ 10%。20.根据权利要求14至19中任一项所述的二次粒子质谱仪，其特征在于铋离子和所 述其它金属的离子合起来在由所述液态金属离子源放射的所述一次离子束中占的比例为 ^ 90%,有利地为彡95%，有利地为彡98%。21.二次粒子质谱分析方法，用于对需要分析的抽样进行分析，利用一次离子束对需要 被分析的抽样的表面进行辐射，其特征在于产生一次离子束，所述一次离子束包含第一金属的单原子或多原子的离子以及其它金 属的单原子的离子，所述第一金属的离子的原子量≥190u，所述其它金属的离子的原子量≤90u ；交替地，一方面，从所述一次离子束过滤出多个第一金属的离子类型中的一种作为 纯质量过滤一次离子束；另一方面，过滤出所述其它金属的多种离子类型中的一种作为纯 质量过滤一次离子束，并且分别利用包含所述第一金属的离子的经过滤的一次离子束和包 含所述其它金属的离子的经过滤的一次离子束来确定所述第二粒子谱。22.根据前述权利要求所述的分析方法，其特征在于所述第一金属的离子和所述其 它金属的离子合起来在所放...

【专利技术属性】
技术研发人员：费利克斯科尔默，彼得赫斯特，安得烈亚斯迪廷，
申请(专利权)人：约恩托福技术有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]