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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CARISMA135

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QUASIMA139

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