Die Flugzeit- Sekundärionen-Massenspektrometrie (ToF-SIMS) ist eine spezifische Form der SIMS, eine Methode der physikalischen Analytik zur Analyse oberflächennaher Schichten im Bereich weniger Ångström.Dabei wird die zu analysierende Probe mit einem fokussierten Strahl aus Primärionen abgerastert und die aus dem Material herausgeschlagenen Sekundärionen analysiert. Dies erfolgt hier mit Hilfe eine Flugzeitanalysators, welcher ein komplettes Massenspektrum pro Sputterimpuls messen kann.
Abweichend zur dynamischen SIMS handelt es sich hier um ein statisches SIMS Verfahren, bei welchem gezielt nur die obersten Atomlagen angeregt werden. Auf diese Weise erhält man oberflächensensitive Informationen. Durch eine zweite Sputterquelle können gezielt Materialschichten entfernt werden, so dass neben der Oberflächenanalyse auch Tiefenprofile gemessen werden können. Mittels statischer SIMS sind Oberflächenanalysen auf Elementzusammensetzungen möglich, sowie die Untersuchung organischer Materialien/Verunreinigungen. Daneben ist die Abbildung der lateralen Verteilung durchführbar (Mapping). Die Messung organischer Sekundärionen mit chemischen Informationen, wie funktionellen Gruppen und spezifischen Molekülfragmenten, ist das Alleinstellungsmerkmal im Vergleich zur dynamischen SIMS.
Die Tiefenprofilierung kann zur klassischen Messung von Dotierstoffen verwendet werden, sowie zur Messung von Schichtsystemen. Auch hier ist die Visualisierung von lateralen und Tiefenverteilungen über die Schichten 2D/3D möglich.
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