[发明专利]离子探针质谱仪及其成像方法

说明书

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。

技术领域

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

背景技术

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。

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。

发明内容

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。

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：

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。

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。

进一步地，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。

进一步地，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。

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；

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。

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。