飞行时间二次离子质谱简介
飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）是一种非常灵敏的表面分析系统，适用于许多工业和研究应用。ToF-SIMS 技术通过分析离子束对样品表面进行轰击产生的二次离子，能以极高的传输率（可以达到100%）并行探测所有元素和化合物，以精确确定表面元素的构成，通过对分子离子峰和官能团碎片峰的分析可以方便地确定表面化合物和有机大分子的结构，只需要一次轰击就可以得到研究点的完整质量谱图，从而提供有关样品表面、薄层、界面的详细元素和分子信息；配合对样品表面进行扫描和剥离，可以得到样品表面甚至三维的成分图。
TOF-SIMS系统的应用领域非常广泛，如半导体，微电子，薄膜，纳米材料，化学，医药，生物，冶金，汽车等领域。对样品的分析，如痕量金属探测，化合物结构测定，精确原子量测定，同位素标定，失效分析等方面研究应用广泛。相对于XPS，AES等表面分析方法，ToF-SIMS技术可以分析包括氢在内的所有元素，可以分析包括有机大分子在内的化合物，并且具有更高的横向分辨率(< 50nm)，纵向分辨率(< 1 nm)以及极高的探测极限(~ ppb量级)。国际上对ToF-SIMS分析技术的研究已经有近35年历史，代表性单位是德国IONTOF公司所在的德国明斯特大学。
目前国内对TOF-SIMS的应用越来越重视。在此领域，国内的清华大学查良镇教授及其领导的课题组作了大量的基础工作和推广工作。国内知名高校和研究所都已经开始使用或者准备采购。国内对于寻求 TOF-SIMS 设备进行样品分析测试的需求也日益增多，例如与半导体、微电子、薄膜、纳米材料工业相关的研究所，半导体工厂，核技术研究所，有机、生物，汽车实验室等。
IONTOF公司——世界领先的TOF-SIMS系统研究者和制造商：
德国IONTOF公司是专门研究 ToF-SIMS技术和生产TOF-SIMS仪器的高科技公司。依托明斯特 (Muenster)大学物理研究所，其创始人贝宁豪文（Beninghoven）教授是静态二次离子质谱的奠基人，创建并长期担任国际二次离子质谱学会议主席。2019年10月，公司推出了最新一代的 M6 型 TOF-SIMS 仪器，代表着当前国际上同类仪器的领先水平。
IONTOF 最新一代的 M6 型 TOF-SIMS
系统运行情况稳定。故障少。很多半导体公司，如三星公司现在已经安装的贰拾几套 TOF-SIMS 系统都从德国IONTOF公司采购。德国IONTOF 公司的售后服务很完善，尤其在国内办事处技术水平很高，有三位相关 SIMS 经验人员。建有齐全的备件库，每年组织对国内用户进行培训。对系统的售后服务有保障。从国际销售情况看，2001-2020年 德国 IONTOF 公司的 TOF-SIMS 系统销售量占世界总销售量的86 %以上，近几年更占到90 %的市场。
M6型 TOF-SIMS系统的基本功能与性能：
TOF-SIMS通过对一次离子束轰击样品表面产生的二次离子进行质量分析，可以精确确定表面元素（含同位素）的构成；特别地，通过对其中的分子离子峰和官能团碎片进行分析，还可以方便地确定表面化合物和有机样品的结构。
质谱性能：
1、ppm / ppb 范围的高灵敏度：> 8.0 x 108Al+/nC @ 7,000 (FWHM)
2、质量分辨率：> 17,000 (FWHM) @ 29 u> 26,000 (FWHM) @ >200 u> 18,000 (FWHM) @ 104 u (PET)
3、质量范围：（包括 H, He，同位素）> 12,000 u
4、质量精度：< 1 mu (for m <100 u)< 10 ppm (for m > 100 u)
5、信息深度（<1 nm）,可分析材料最表层原子层的结构
6、即使在绝缘样品上也具有高质量分辨率和质量精度
配合一次离子束的扫描功能和溅射源离子束的剥离功能，可以得到样品表面成分图、特定坐标位置处的深度剖析曲线图、特定深度处的二维成分图，甚至目标分析区域内的三维成分图。
二维成像性能：
1、高横向分辨率（<50 nm）
2、景深高达 400 μm
3、快速成像性能优于 90 nm @ 350 pA
4、快速图像采集（高达 50 kHz 的像素频率）
5、图像采集区域范围可从 μm2 到 cm2量级
深度剖析性能：
1、深度分辨率优于 1 nm
2、对于超浅层材料，检测限亦可达到 1015atoms/cm3 的水平
3、溅射速度可达 10 μm/ h
4、非常适合绝缘体
此外依托SurfaceLab软件的数据回溯分析功能，无论在测试之前有无样品相关信息，都可以在测试之后再重新组织分析数据。数据存储包括到达检测器的每个二次离子的x，y，z坐标及其质量。可根据需要在任何坐标或坐标组重建质谱图、重建样品任何垂直或水平区域的2D成分像、重建任何选定区域的深度剖析曲线和重建各种3D成分视图。
M6型 TOF-SIMS系统的基本配置：
1. M6：M6 主体包括飞行时间质量分析器，真空系统，软硬件等基本配置。M6的反射型飞行时间质量分析器具有高传输率和高质量分辨率的特点，质量分辨率最高水平可达到 30,000 (FWHM)。
2. Bake-Out LoadLock：进样室内烘烤系统。
3. Nanoprobe 50：最新一代 M6 的液态金属团簇离子源（LMIG），最高离子束能量 30 keV。可提供高达 40 nA 的 DC 电流和高达 40 pA 的脉冲一次离子电流，最小脉冲宽度 < 0.7 ns (FWHM)，保证 50 nm 的最佳横向分辨率，最高横向分辨率可达到 30 nm。
4. Gas Cluster Source：气体团簇离子源，离子能量范围2 - 20 keV，主要用于有机样品深度剖析和三维分析的剥离源。
5. DSC O2/Cs：双离子源光学镜筒，电子束轰击气体离子源以及热离化 Cs 离子源，可以配合Nanoprobe 50进行深度剖析。
6.EDR 辅助分析：用于加强二次离子的收集，包括高速二次离子质量选择挡板等软硬件改造。可将二次离子检测器的线性响应范围拓展到 > 1 x 107counts/s 的水平。
7.Auto Gas Flood：可以提高离子产额的气体覆盖自动控制系统。
埃伯仪器是专业的真空薄膜制备解决方案供应商，主要产品有分子束外延系统（MBE）、 脉冲激光沉积系统（PLD)、 反射式高能电子衍射仪（RHEED)、蒸发源、 电子枪、离子枪等！！
