离子探针仪器的概念和应用

      离子探针是指对金属及非金属材料表面不同深度的元素成份分析，可做全元素分析。应用于半导体材料、冶金建材等部门。离子探针仪器的种类分析：就成像技术而言，可分为扫描型离子微探针（scanning ion microprobes） 和摄像型离子探针。前者的一次离子束斑直径较小，（φ≤1μm），并在样品上扫描，类似于扫描电镜（SEM）和扫描俄歇微探针（SAM），也叫离子微探针。后者是一次离子束斑较大（φ～300μm），并静止不动，而二次离子光学（secondary ion optics）扫描成像，也叫离子显微镜（ion microscope），空间分辨率～0.2μm。在离子探针迅速发展中，要说明或列出所有不同的仪器是不可能的。概括地说，大致可以分为以下几类：

1.非成像离子探针

2.离子显微镜

3.扫描离子微探针

4.图像解剖离子探针（image dissecting ionprobes）

像离子探针适用于许多不同类型的样品。下面给出一些代表性例子。

1、金属样品

    这是理想的样品，不会荷电。首先可用SEM 直接找出感兴趣的分析区。使用剖面样品和使用扫描离子探针，沿剖面线扫描的方法是一种有用的技术，可作为动态SIMS 的补充。可用于金属氧化物成长、腐蚀、焊接、应力失效断裂和晶粒间界偏析等方面的研究。

2、半导体器件

    检测掺杂分布剖面和层形结构。随着超大规模集成电路的发展，扫描离子探针分析越来越重要。

3、非导体样品

    高聚物和玻璃产品是典型绝缘样品。为子解决荷电问题，火焰光度计已开发出了微聚焦扫描原子束，可以对绝缘样品产生高质量的离子像。但当横向分辨率需优于5μm时，上述源就不能满足要求了。此时仍需用聚焦微离子束。这方面己成功地得到了家蝇复眼的离子像。应用的另一个领域是复合材料，尤其是研究这类材料破裂界面的情况。

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