Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS)

Massenspektrometrie bezeichnet eine breit gefächerte Anzahl an Methoden zur qualitativen und quantitativen Analyse chemischer Substanzen. Die Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) stellt eine spezielle Variante dar und wird zur Aufnahme oberflächensensitiver Massenspektren eingesetzt. Durch das Beschießen der Probenoberfläche mit einem Ionenstrahl in einem Raster wird eine laterale Auflösung erreicht.

Wie funktioniert es?
Die Oberfläche einer Probe wird mit hochenergetischen Ionen beschossen. Diese, als Primärionen bezeichneten Teilchen, dringen in die Probenoberfläche ein und lösen dort nach Abgabe ihrer kinetischen Energie eine Stoßkaskade aus. Oberflächennahe Atome können so ionisiert und aus der Probe herausgeschlagen werden. Durch die Detektion dieser so genannten Sekundärionen kann die Zusammensetzung der Probe ermittelt werden. Vor der Detektion kann zusätzlich ein Analysator zum Trennen unterschiedlicher Massen eingesetzt werden. Dies kann beispielsweise ein Flugrohr sein, wie es bei der ToF-MS (Time-of-Flight Massenspektrometrie) eingesetzt wird. Oder ein Quadrupolfilter, wie bei Quadrupol-Massenspektrometern. Die erzeugten Sekundärionen können sowohl positiv, als auch negativ geladene Teilchen sein. Eine zusätzliche Ionenquelle ist nicht notwendig.

Funktionsprinzip
Funktionsprinzip

Vakuumanforderungen
Die Sekundärionen müssen den Analysator, d.h. den Massenfilter, durchlaufen ohne durch Stoß mit anderen Teilchen ihre Energie abzugeben oder an Teilen der Apparatur diskriminiert zu werden. Dadurch sind mittlere freie Weglängen notwendig, die bei Drücken p < 10-4 hPa erreicht werden und daher auch zum Betrieb von Quadrupol-Massenspektrometern erforderlich sind. Dies wird durch einen passenden Pumpstand mit Drucküberwachung erreicht. Durch eine Totaldruckmessröhre wird das Massenspektrometer vor dem Einschalten bei zu hohen Drücken geschützt.

Produktportfolio
Pfeiffer Vacuum bietet verschiedene trockene oder ölgeschmierte Vorpumpen und Turbopumpen an, um den notwendigen Arbeitsdruck zu erreichen. Häufig bietet es sich an, fertige Pumpstände zu integrieren. Außerdem offeriert Pfeiffer Vacuum eine große Auswahl an Vakuumkammern und Komponenten, sowie an Druckmessgeräten, die in Ihrem System und Ihrer Vorvakuumleitung eingesetzt werden kann.

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