刘晓旭，齐国臣，包泽民，Stephen Clement，邱春玲，田　地，龙　涛

（1.吉林大学仪器科学与电气工程学院，吉林长春130022；2.中国地质科学院地质研究所，北京100037）



TOF-SIMS二次离子光学系统仿真研究

刘晓旭1，齐国臣1，包泽民1，Stephen Clement2，邱春玲1，田地1，龙涛2

（1.吉林大学仪器科学与电气工程学院，吉林长春130022；2.中国地质科学院地质研究所，北京100037）

摘要：为实现飞行时间二次离子质谱仪（TOF-SIMS）对二次离子束的提取并提高仪器的调试效率，采用离子光学仿真软件SIMION 8.0对TOF-SIMS二次离子光学系统进行仿真。以稳定同位素铜离子为对象，通过仿真，研究二次离子光学系统中二次离子提取系统透镜电极电压的调整对质量分辨率的影响，确定最佳透镜电极电压组合,并得到稳定同位素铜离子的仿真谱图。仿真研究表明：当初级提取电极电压为800V、单透镜有效电极电压为-4400V时，质量分辨率最高。在TOF-SIMS实验平台上对铜样品靶进行实验测试，实验与仿真结果相吻合，表明设计的二次离子光学系统可用于TOF-SIMS仪器的二次离子束提取，为实验参数的选择提供参考，从而提高仪器调试效率。

关键词：飞行时间二次离子质谱仪；二次离子光学系统；仿真；透镜电极电压；质量分辨率

0　引言

TOF-SIMS是目前前沿的用于表面成分分析的科学装置之一，因具有分辨率高、灵敏度高和分析速度快等特点[1-2]，在地球科学、环境科学、生物医学等方面有广泛应用[3-4]。其原理是利用经过脉冲化的一次离子束轰击样品表面，溅射产生二次离子，根据具有相同初始能量的离子因质荷比不同而在同一飞行时间质量分析器中的飞行时间不同来测定离子质量[2]。……