二次離子質譜儀的基本要求

二次離子質譜儀（SIMS）用高能電離轟擊樣品表面，這導致樣品表面上的原子或原子團吸收能量并通過濺射產生二次粒子。這些帶電粒子通過質量分析器后，可以獲得有關樣品表面的信息光譜。 

在傳統的SIMS實驗中，高能量的一次離子束（如Ga，Cs或Ar離子）在超真空條件下聚焦在固體樣品表面上。一次離子束與樣品相互作用，二次離子在材料表面濺射并解吸。然后將這些次級離子提取到質量分析儀中，以提供具有分析表面特征的質譜圖，并生成有關元素，同位素和分子的信息，其靈敏度范圍從PPM到PPB。 SIMS儀器有三種Z基本的類型，每種類型使用不同的質量分析儀。

基本要求

1.靜態分析要求一次離子束流要有較低的密度，因此，常常選用較大尺寸的束斑以便使得一定的靈敏度得以保持。面分布及深度剖面分析要求束斑直徑小且可進行掃描,也應當相應地提高束流密度。初次意外，進行表面清潔處理也要求束流密度比較高。因此對次束流大小及束流密度的調節范圍應當比較寬，并且選用的離子槍類型常常不同，并且對不同種類的一次離進行選用。

2.離子流檢測系統檢測靈敏度、動態范圍和響應速度應當盡可能高，并且相應的數據采集、處理和顯示系統也應該有。

3.還需帶有中和作用的電子槍以便對絕緣樣品進行分析。還常需有二次電子成像系統以便對表面形貌進行觀察。

4.SIMS，尤其是靜態SIMS，在超高真空下工作為基本要求。因為在樣品表面上注氧能夠使二次離子產額提高和穩定，而且能夠使濺射產額降低，所以注氧裝置常常被要求攜帶。

5.要求可以在超高真空下機械調節樣品的位置，并且相應的送樣、取樣裝置也應當配備，樣品還應當進行加熱、冷卻、破碎和清潔處理等步驟。

6.二次離子分析系統的總流通率要求盡可能高，適當的質量分析范圍和質量分辨率需要具備，將質量歧視效應克服并且分析速度盡可能快。還要求可以對質譜計前二次離子能量窗口的位置和寬度進行調節。