Chemische Analyse von anorganischen und organischen Oberflächen und von dünnen Schichten mit der statischen Flugzeit‐Sekundärionen‐Massenspektrometrie (TOF‐SIMS)

Die massenspektrometrische Analyse atomarer und molekularer Sekundärionen, die von einer Festkörperoberfläche beim Beschuß mit Ionen emittiert werden, liefert detaillierte Informationen über die chemische Zusammensetzung dieser Oberfläche. Wegen ihrer hohen Transmission und Massenauflösung, ihres unbegrenzten Massenbereichs und des parallelen Massennachweises sind Flugzeit‐Massenspektrometer für die Sekundärionenanalyse besonders geeignet. Mit feinfokussierten Primärionenstrahlen sind Mikrobereichsanalysen und chemische Oberflächenabbildungen mit Lateralauflösungen <0.1 μm möglich. Mit der statischen Flugzeit‐Sekundärionen‐Massenspektrometrie (TOF‐SIMS) können Monolagen abgebildet und sehr empfindlich über einen großen Massenbereich mit hoher Massen‐ und Lateralauflösung lokal analysiert werden. Element‐ und Isotopen‐, aber auch direkte Informationen über molekulare Bereiche, z.B. über thermisch labile, nichtverdampfbare hochmolekulare Oberflächenkomponenten, werden erhalten. Das Verfahren ist auf nahezu alle Materialien und Probenformen, insbesondere auch auf Isolatoren anwendbar. Die Grundlagen der TOF‐SIMS werden behandelt und die analytischen Möglichkeiten des Verfahrens anhand typischer Beispiele für großflächige und abbildende Analysen, unter anderem von homogenen und strukturierten Siliciumoberflächen, thermisch labilen organischen Molekülen auf Oberflächen, synthetischen Polymeren, synthetisierten molekularen Oberflächenschichten sowie Partikeln und Fasern gezeigt. Auf die analytische Nutzung Laser‐nachionisierter Neutralteilchen wird ebenfalls eingegangen.