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第一章 绪论 1

1.1 历史背景 1

1.2 二次离子质谱技术(S.MS) 2

1.2.1 一般原理 2

1.2.2 SIMS装置的构成 3

1.2.3 仪器的类型 4

1.3 离子显微分析器 4

1.4 离子控针 6

1.5 静态二次离子质谱技术(SSIMS) 7

前言 7

1.6 各型仪器的主要性能简介 8

1.7 二次离子质谱和有关表面分析技术 8

1.8 离子探针与探针分析技术 8

2.1 离子源 13

2.1.1 双等离子体型离子源 13

第二章 一次离子光学系统 13

2.1.2 其它离子源 16

2.2 一次离子的聚焦 18

2.2.1 一次离子束聚焦系统的设计 18

2.2.2 透镜的选择 21

2.3 一次离子束的调整和测量 22

2.3.1 对准调整和测量 23

2.3.2 最小束斑的调整和测量 24

2.3.3 大束流密度的调整和测量 26

2.3.4 均匀束调整 26

2.3.5 一次离子束位置的测量 28

2.4 一次离子束的纯化 28

第三章 二次离子光学系统 35

3.1 二次离子引出系统 36

3.2 β透镜 38

3.3 双聚焦质谱计 41

3.4 四极质谱计 45

3.5 二次离子能量分析系统 48

3.6 二次离子探测系统 51

第四章 成象观测系统及真空系统 57

4.1 光学观察 57

4.2 扫描成象系统 58

4.3 直接成象系统 60

4.4 真空系统 60

4.4.1 离子探针对真空度的要求 60

4.4.2 差动抽气系统 64

4.4.3 抽气泵的选择 64

4.5 样品台及附属装置 66

4.6 同位素分析装置 68

第五章 分析方法 70

5.1 样品 70

5.1.1 样品制备和观察 70

5.1.3 非导体样品 71

5.1.2 表面沾污 71

5.1.4 离子轰击的影响 73

5.2 定性分析 74

5.2.1 二次离子质谱的性质 75

5.2.2 二次离子的“多元性” 75

5.2.3 二次离子的“多源性” 77

5.2.4 强度关系 78

5.2.5 定性分析的基本问题 81

5.2.6 沾污源的控制或排除 81

5.2.7 质谱的分解 82

5.3 噪声本底、灵敏度、准确度 83

5.3.1 噪声本底 83

5.3.2 绝对灵敏度(探测限) 84

5.3.3 相对灵敏度 85

5.3.4 准确度 87

5.4.1 二次离子能量分布特征 88

5.4 能量分布 88

5.4.2 能量分布与定性定量分析 91

5.5 扫描离子成象 93

5.5.1 空间分辨本领和成象灵敏度 93

5.5.2 影响因素和图象解释 95

5.6 深度分析 97

5.6.1 坐标变换 97

5.6.2 深度分辨本领 98

5.6.3 影响因素 100

5.7 静态二次离子质谱分析(SSIMS) 102

5.8 同位素分析 102

5.8.1 质量重叠干扰 102

5.8.2 “质谱剥离”法 103

5.8.3 高分辨本领 104

5.9 定量分析 105

5.8.5 同位素效应 105

5.8.4 测量问题 105

5.9.1 经验方法 106

5.9.2 灵敏度因子法 106

5.9.3 外推和改进 108

第六章 定量分析的物理基础 110

6.1 粒子溅射 113

6.1.1 粒子贱射的实验规律 113

6.1.2 级联碰撞理论 116

6.2 二次离子发射 119

6.2.1 热力学模式 121

6.2.2 量子力学模式 124

6.2.3 溅射-量子电离结合模式 125

6.2.4 分子离子发射模式 127

第七章 LTE理论模式及其应用 130

7.1 LTE模式的实验基础和基本假设 130

7.2 LTE定量修正的计算步骤和CARISMA 135

7.3 LTE定量修正的应用及计算程序的简化 138

7.4 改进的LTE模式及QUASIMA 139

第八章 应用 143

8.1 痕量、微量分析 144

8.2 微区、微粒分析 145

8.3 显微离子图象显示 147

8.4 深度分析 153

8.5 SSIMS表面分析 157

8.6 SSIMS有机及表面结构分析 158

8.7 氢及轻元素分析 160

8.8 同位素分析 162

第九章 问题与前景 171

9.1 仪器的发展 171

9.1.1 提高质量分辨本领 171

9.1.2 图象的空间分辨本领 173

9.1.3.1 多质量同时检测 174

9.1.3 二次离子检测 174

9.1.3.2 高灵敏离子探测器 175

9.1.4 新型离子源 175

9.1.5 超高真空系统(UHV) 175

9.1.6 新型仪器 176

9.2 SIMS与其它技术的结合 177

9.2.1 离了探针和离子散射能谱联合装置 177

9.2.4 有机分析SIMS和专用SIMS仪器 178

9.3 二次离子发射化学 178

9.2.3 多功能电子能谱仪器 178

9.2.2 离子探针和俄歇电子能谱联合装置 178

9.4 定量分析与基础研究 179

9.4.1 溅射机制 180

9.4.2 覆盖层的作用 181

9.4.3 分子离子的形成 181

9.4.4 二次离子发射和光子发射 182

9.4.5 同位素效应 182