离子探针质谱仪及其成像方法技术

本说明书实施例提供一种离子探针质谱仪及其成像方法。具体地，所述离子探针质谱仪包括：压缩偏转板，被配置为通过施加第一电压将样品经一次离子束扫描并轰击产生的二次离子束按时序压缩；质谱仪，被配置为对经过压缩的二次离子束进行分析；解压偏转板，被配置为通过施加第二电压将经过所述质谱仪的二次离子束按时序解压；其中，所述第一电压和所述第二电压的频率相同；以及成像组件，被配置为获取经过所述解压偏转板解压的二次离子束图像。通过这样的技术方案，在离子显微镜模式的基础上，通过对二次离子束的压缩和解压，实现对质量分辨率的提高，同时能够满足点对点的显微功能，具有成像效率高的优势。具有成像效率高的优势。具有成像效率高的优势。

【技术实现步骤摘要】
离子探针质谱仪及其成像方法


[0001]本说明书一个或多个实施例涉及检测
，尤其涉及一种离子探针质谱仪及其成像方法。

技术介绍

[0002]二次离子质谱(Secondary Ion Mass Spectrometry，简写SIMS)或称离子探针(Ion probe)是微区原位分析的一种先进方法。利用经过加速的一次离子束聚焦后轰击被测样品表面，样品表面成分被溅射出，并有部分原子、分子和原子团被电离，即二次离子，在样品表面经过高压加速后进入质谱仪进行分析，得到样品在微区范围内的元素、同位素信息。
[0003]以较大(5～30μm)的一次离子束为激发源，用一组离子光学透镜通过点对点的显微功能，能够直接对样品表面产生的二次离子进行成像，这样的成像方式称为离子显微镜模式。采用离子显微镜模式，能够保障一次离子束的强度，具有信号强，成像效率高的优势。然而，基于较大的一次离子束扫描产生的二次离子束在离子汇聚处仍具有较大的直径，造成质量分辨率降低，无法有效分辨不同质量/电荷比值的离子，尤其对于一些特殊样品和特殊元素，容易出现信号混合，无法给出准确的样品分布。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种离子探针质谱仪及其成像方法，以解决现有技术中离子显微镜模式中质量分辨率低，无法有效分辨不同质量/电荷比值的离子的技术问题。
[0005]基于上述目的，本说明书的第一方面，提供了一种离子探针质谱仪，具体包括：
[0006]压缩偏转板，被配置为通过施加第一电压将样品经一次离子束扫描并轰击产生的二次离子束按时序压缩；
[0007]质谱仪，被配置为对经过压缩的二次离子束进行分析；
[0008]解压偏转板，被配置为通过施加第二电压将经过所述质谱仪的二次离子束按时序解压；其中，所述第一电压和所述第二电压的频率相同；以及
[0009]成像组件，被配置为获取经过所述解压偏转板解压的二次离子束图像。
[0010]进一步地，所述压缩偏转板设置于所述二次离子束光路中的二次离子汇聚处。
[0011]进一步地，还包括：
[0012]汇聚透镜，设置于所述质谱仪和所述解压偏转板之间，被配置为将经过所述质谱仪的二次离子束汇聚至所述解压偏转板。
[0013]进一步地，还包括：
[0014]扫描偏转板，被配置为对所述一次离子束施加第三电压，以使所述一次离子束扫描所述样品。
[0015]本说明书的第二方面，还提供了一种离子探针质谱仪的成像方法，其特征在于，所
述离子探针质谱仪包括压缩偏转板、质谱仪、解压偏转板和成像组件；
[0016]所述成像方法，具体包括：
[0017]通过压缩偏转板向样品经一次离子束扫描并轰击产生的二次离子束按时序施加第一电压；
[0018]通过质谱仪对经过压缩偏转板的二次离子束进行分析；
[0019]通过解压偏转板向经过质谱仪的二次离子束按时序施加第二电压；其中，所述第一电压和所述第二电压的频率相同
[0020]通过成像组件获取经过所述解压偏转板解压的二次离子束图像。
[0021]进一步地，所述离子探针质谱仪还包括汇聚透镜；
[0022]所述成像方法，还包括：
[0023]通过所述汇聚透镜将经过所述质谱仪的二次离子束汇聚至所述解压偏转板。
[0024]进一步地，所述离子探针质谱仪还包括扫描偏转板；
[0025]所述通过压缩偏转板向样品经一次离子束扫描并轰击产生的二次离子束按时序施加第一电压的步骤之前，所述成像方法，还包括：
[0026]通过所述扫描偏转板对所述一次离子束施加第三电压，以使所述一次离子束扫描所述样品。
[0027]进一步地，所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压的频率相同。
[0028]进一步地，所述通过解压偏转板向经过质谱仪的二次离子束按时序施加第二电压的步骤，包括：
[0029]根据经过压缩偏转板的二次离子束在所述质谱仪中的飞行时间，确定所述第二电压相对所述第一电压的延迟相位。
[0030]进一步地，所述通过解压偏转板向经过质谱仪的二次离子束按时序施加第二电压的步骤，包括：
[0031]根据预设二次离子束图像的放大倍数，确定所述第二电压的幅度。
[0032]从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的离子探针质谱仪及其成像方法，所述离子探针质谱仪中包括压缩偏转板和解压偏转板，通过在压缩偏转板上施加第一电压将样品经一次离子束扫描并轰击产生的二次离子束按时序压缩，使得质谱仪能够对经过压缩的直径较小的二次离子束进行分析，从而能够提高质量分辨率，有效分辨不同质量/电荷比值的离子；通过在解压偏转板按时序施加第二电压将经过所述质谱仪的二次离子束解压且所述第一电压和所述第二电压的频率相同，由此将压缩的直径较小的二次离子束解压使其具有的位置属性得以还原，最后成像组件能够获得经过所述解压偏转板解压的二次离子束图像。这样的技术方案，在离子显微镜模式的基础上，通过对二次离子束的压缩和解压，实现对质量分辨率的提高，同时能够满足点对点的显微功能，具有成像效率高的优势。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性
劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本说明书一个或多个实施例提供的质谱仪分辨率下降的原理示意图；
[0035]图2为本说明书一个或多个实施例提供的离子探针质谱仪的局部结构示意图；
[0036]图3为本说明书一个或多个实施例提供的一次离子束在样品上扫描的顺序示意图；
[0037]图4为本说明书一个或多个实施例提供的扫描电压的波形示意图
[0038]图5为本说明书一个或多个实施例提供的成像方法的流程示意图。
具体实施方式
[0039]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0040]需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子探针质谱仪，其特征在于，包括：压缩偏转板，被配置为通过施加第一电压将样品经一次离子束扫描并轰击产生的二次离子束按时序压缩；质谱仪，被配置为对经过压缩的二次离子束进行分析；解压偏转板，被配置为通过施加第二电压将经过所述质谱仪的二次离子束按时序解压；其中，所述第一电压和所述第二电压的频率相同；以及成像组件，被配置为获取经过所述解压偏转板解压的二次离子束图像。2.根据权利要求1所述的离子探针质谱仪，其特征在于，所述压缩偏转板设置于所述二次离子束光路中的二次离子汇聚处。3.根据权利要求1所述的离子探针质谱仪，其特征在于，还包括：汇聚透镜，设置于所述质谱仪和所述解压偏转板之间，被配置为将经过所述质谱仪的二次离子束汇聚至所述解压偏转板。4.根据权利要求1所述的离子探针质谱仪，其特征在于，还包括：扫描偏转板，被配置为对所述一次离子束施加第三电压，以使所述一次离子束扫描所述样品。5.一种离子探针质谱仪的成像方法，其特征在于，所述离子探针质谱仪包括压缩偏转板、质谱仪、解压偏转板和成像组件；所述成像方法，具体包括：通过压缩偏转板向样品经一次离子束扫描并轰击产生的二次离子束按时序施加第一电压；通过质谱仪对经过压缩偏转板的二次离子束进行分析；通过解压偏转板向经过质谱仪的二次离子束按...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇，唐国强，李秋立，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：