이차 이온 질량 분석법

들어가는 이온과 나오는 이온

일차 이온은 표면을 조사하는 빔의 이온이고 이차 이온은 그 과정에서 시료로부터 방출되어 분석하는 이온이다. 두 이름은 역할의 순서를 가리킨다. 입사 빔의 성분을 측정한 값이 그대로 시료 조성을 뜻하는 것은 아니다.

표면을 제거하며 조사한다

이온 충돌에 따른 스퍼터링은 표면 물질을 떼어내므로 시료에 변화를 일으킨다. 낮은 이온 조사량으로 표면 손상을 제한하는 분석과, 물질을 계속 제거하며 내부를 조사하는 분석은 목적이 다르다. SIMS를 어떤 조건에서도 시료를 그대로 보존하는 측정으로 설명해서는 안 된다.

깊이에 따른 조성

물질을 제거하면서 얻은 이온 신호를 살피면 표면에서 내부로 들어가며 조성이 어떻게 달라지는지 조사할 수 있다. 신호 세기를 바로 농도라고 읽는 대신 표준 시료에서 얻은 상대 감도 인자 등을 적용해 정량한다. 측정 신호와 농도 변환은 구별되는 단계다.

이미징과 질량 분석기

표면의 여러 위치에서 신호를 얻으면 성분의 가로 방향 분포를 영상으로 나타낼 수 있다. 분석기에는 비행시간 방식이나 자기 섹터 방식 등이 사용된다. SIMS는 이차 이온을 만드는 접근의 이름이므로 모든 장치가 하나의 동일한 질량 분석 구조를 가져야 하는 것은 아니다.