二次離子質(zhì)譜儀（SIMS）用高能電離轟擊樣品表面，這導(dǎo)致樣品表面上的原子或原子團(tuán)吸收能量并通過(guò)濺射產(chǎn)生二次粒子。這些帶電粒子通過(guò)質(zhì)量分析器后，可以獲得有關(guān)樣品表面的信息光譜。 

在傳統(tǒng)的SIMS實(shí)驗(yàn)中，高能量的一次離子束（如Ga，Cs或Ar離子）在超真空條件下聚焦在固體樣品表面上。一次離子束與樣品相互作用，二次離子在材料表面濺射并解吸。然后將這些次級(jí)離子提取到質(zhì)量分析儀中，以提供具有分析表面特征的質(zhì)譜圖，并生成有關(guān)元素，同位素和分子的信息，其靈敏度范圍從PPM到PPB。 SIMS儀器有三種Z基本的類型，每種類型使用不同的質(zhì)量分析儀。

二次離子質(zhì)譜儀組成

離子源，樣品室，質(zhì)量分析儀，真空系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等為SIMS的主要構(gòu)成部分，還配備了電荷補(bǔ)償和噴槍用于絕緣樣品，同時(shí)按照不同的分析目的，還配備了具有不同的離子源，氣體放電功率（例如O，Ar，Xe），表面電離源間隙（Cs），熱源（例如C60）以及液態(tài)金屬和簇源（例如Bin，Aun，Ga）比較常見(jiàn)。

這是一種用于對(duì)材料的表面進(jìn)行檢測(cè)的分析儀器，即通過(guò)離子束從表面濺射出待分析的材料，然后進(jìn)行離子成分的檢測(cè)并對(duì)質(zhì)量進(jìn)行分析。它是用于粒子同位素分析的強(qiáng)大工具，然而它不能直接對(duì)相同數(shù)量的異位進(jìn)行區(qū)分和對(duì)元素進(jìn)行識(shí)別，并且很難有效地在環(huán)境樣品中將具有特定成分的粒子找到。

二次離子質(zhì)譜法的特征

1.它的信息深度很小（比1nm還?。?；能夠?qū)Σ牧系腪外層（原子層）的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

2.空間分辨率非常的高和樣品表面結(jié)構(gòu)（小于50nm）比較清晰。

3.能夠檢測(cè)質(zhì)量的范圍包括原子量單位低于12,000的所有材料，包括H和He等元素。

4.分子離子峰和官能團(tuán)碎片峰能夠同時(shí)給出；能夠?qū)衔锖陀袡C(jī)大分子的整體結(jié)構(gòu)方便地進(jìn)行分析。

5.雙束離子源可用于深度解析度小于1 nm的樣品。

6.使樣品Z表層的1-3個(gè)原子的信息深度獲得；

7.能夠檢測(cè)同位素進(jìn)行同位素分析；

8.達(dá)到PPM?PPB水平的檢測(cè)極限。

9.能夠?qū)λ性睾突衔锿瑫r(shí)檢測(cè)，離子轉(zhuǎn)移率能夠達(dá)到100％。

10.使用GX的電子中和槍能夠?qū)^緣材料進(jìn)行準(zhǔn)確分析。