Surface analysis by Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS)

Benninghoven, A.

doi:10.1016/0039-6028(94)90658-0

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“…Time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS) is a technique allowing identification and localization of unknown molecules at sample surfaces [1]. It has several advantages over alternative methods, e.g., its sensitivity to all elements, detection of all isotopes, excellent spatial resolution (100 nm), and simultaneous imaging of the surface distribution of detected elements and molecules [2].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Bioimaging TOF‐SIMS: localization of cholesterol in rat kidney sections

Nygren¹,

Malmberg²,

Kriegeskotte³

et al. 2004

FEBS Letters

106

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Here, we show the localization of a whole organic molecule in biological tissue using time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS). Rat kidneys were sectioned by cryoultramicrotomy and dried at room temperature. The samples were covered with a thin silver layer and analyzed in an imaging TOF-SIMS instrument equipped with a Ga þ -source. The cholesterol signal showed a high concentration in the nuclear areas of the epithelial cells and a lower concentration over areas representing the basal lamina of renal tubules. A more diffuse distribution of cholesterol was also found over areas representing the cytoplasm or plasma membrane of the epithelial cells.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Bioimaging TOF‐SIMS: localization of cholesterol in rat kidney sections

Nygren¹,

Malmberg²,

Kriegeskotte³

et al. 2004

FEBS Letters

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“…Apesar de ser possível atualmente fazer uma varredura do laser pela superfície com resoluções laterais da ordem de mícrons 4 , a técnica necessita de uma matriz, o que elimina a possibilidade de se estudar amostras in situ, além de ser altamente destrutiva. Uma das técnicas que mais se desenvolveu nos últimos 20 anos na área de análise de superfícies é a técnica de espectrometria de massas de íons secundários formados a partir do impacto de íons primários monoatômicos ou poliatômicos com a superfície (SSIMS -"Static Secondary Ion Mass Spectrometry") [5][6][7] . Esta técnica pode fornecer informação química de monocamadas adsorvidas sobre todos os tipos de superfícies e pode vir a ser a técnica preferida para análise química superficial em um futuro próximo.…”

unclassified

Irradiação de polímeros com feixe de elétrons: caracterização de íons positivos através da técnica de tempo-de-vôo

et al. 2004

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With the aim of studying the interaction of fast electrons with solid surfaces we have developed an experimental set-up based on electron stimulated desorption (ESD) coupled to time-of-flight (TOF) mass spectrometry. Poly(methyl methacrylate) and poly(vynil chloride) samples have been irradiated by a pulsed electron beam of 1.2 keV and 0.18 µs FWHM. The results show that H + is the main ionic species to desorb after electron bombardment. In addition, other ionic fragments were also observed and assigned. These results show the potentiality of this technique in the study of ESD of polymers.Keywords: electron stimulated desorption; time-of-flight spectrometer; polymers. INTRODUÇÃOPara os pesquisadores que atuam na área de Ciência de Superfí-cies é muito importante obter um conhecimento elementar da superfície em estudo e mais importante ainda é o conhecimento das espé-cies moleculares, que estão na superfície. Uma das técnicas mais poderosas de análise superficial é a Espectroscopia Auger (AES -"Auger Electron Spectroscopy") 1 . Esta técnica fornece informação elementar, com exceção do hidrogênio e do hélio. Todavia, ela não fornece informação em relação ao estado químico das espécies adsorvidas na superfície, ou seja, espécies moleculares na superfície não podem ser detectadas. Outra técnica que fornece informação química direta sobre a superfície é a dessorção induzida por laser utilizando uma matriz especial, que absorve a radiação laser (MALDI -"Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization") 2-4 . Apesar de ser possível atualmente fazer uma varredura do laser pela superfície com resoluções laterais da ordem de mícrons 4 , a técnica necessita de uma matriz, o que elimina a possibilidade de se estudar amostras in situ, além de ser altamente destrutiva. Uma das técnicas que mais se desenvolveu nos últimos 20 anos na área de análise de superfícies é a técnica de espectrometria de massas de íons secundários formados a partir do impacto de íons primários monoatômicos ou poliatômicos com a superfície (SSIMS -"Static Secondary Ion Mass Spectrometry") 5-7 . Esta técnica pode fornecer informação química de monocamadas adsorvidas sobre todos os tipos de superfícies e pode vir a ser a técnica preferida para análise química superficial em um futuro próximo. Entretanto, esta técnica também apresenta desvantagens: o baixo rendimento dos íons secundários, o efeito da matriz e as grandes seções de choque de dano, que limitam o uso da técnica abaixo do limite estático 7 , onde uma corrente de íons primários muito baixa tem que ser usada (nunca maior que 10 13 íons.cm -2 ), com a finalidade de garantir que menos de 1% dos átomos ou moléculas superficiais recebam um impacto iônico.A utilização de elétrons rápidos apresenta uma série de vantagens com respeito às técnicas analíticas mencionadas acima. Em primeiro lugar, o dano produzido por elétrons nas amostras é muito menor que aquele decorrente de um laser ou de um íon de alta energia [8][9] . Segundo, é de se esperar que o efeito de matriz seja menor que no caso de SSIMS, devido...

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“…In the latter the conditions of silicon wafers have to be controlled with great finesse. In the array of surface analysis techniques available today [10], time-of-flight secondary ion mass spectroscopy with singly charged projectiles offers a sensitivity of ~10 8 atoms/cm 2 for most transition metals on oxidized silicon, parallel mass detection which includes molecular ions and a lateral resolution as low as 100 nm [11]. The finding of very high yields of atomic and molecular secondary ions that are emitted from oxidized silicon surfaces following the impact of slow (few Kev/u) highly charged ions (e. g. Xe 44+ ) motivated the development of a time-of-flight secondary ion mass spectrometry scheme with HCI [3].…”

Section: Beam Requirements For Surface Analysis With Highly Charged Ionsmentioning

confidence: 99%