(Sekundärneutralteilchenmassenspektrometrie)

Die Sekundärneutralteilchenmassenspektrometrie gehört zu den wenigen Methoden, mit denen man quantitative Konzentrationstiefenprofile der Elemente in den oberflächennahen Schichten der Probe bis in Tiefen von mehreren µm ausmessen kann.

Das Prinzip beruht auf dem atomlagenweisen Abtrag der Oberflächenschichten durch Beschuss mit Ionen (meist Ar+-Ionen) und der nachfolgenden massenspektrometrischen Analyse des abgetragenen Materials. Zentrales Element der uns zur Verfügung stehenden Plasma-SNMS-Apparatur (INA 3 / Specs) ist ein HF-Niederdruck-Argonplasma, das zum einen die Primärionen zur Verfügung stellt und zum anderen die Sekundärneutralteilchen, die durch den Sputterprozess ausgelöst werden, nachionisiert.

Für die quantitative Tiefenprofilierung von Dünnschichten, Sandwich-Strukturen und allgemein Mehrschichtsystemen jeglicher Art ist SNMS fast immer gut geeignet.

Besondere Vorteile:

• Quantitative Tiefenprofilanalyse
• Extrem hohe Tiefenauflösung durch lateral homogenen Beschuss
• Sehr gute Empfindlichkeit
• Alle Elemente einschließlich Isotope nachweisbar

• Nachweisgrenze: ppm-Bereich
• Tiefenauflösung: ca. 1 nm
• Laterale Auflösung: keine

Die Analyse wird auf einer kreisförmigen Probenfläche mit einem Durchmesser von 3 mm oder 5 mm durchgeführt.

Anwendungsbereiche:

• Elektrisch leitende und nicht leitende Proben (Metalle, Legierungen, Halbleiter, Gläser, Keramiken)
• homogene Materialien und Schichtsysteme

Probenbeschaffenheit:

• Proben müssen UHV-kompatibel und bis 80°C thermisch stabil sein
• Die Abmessungen fester Proben betragen idealerweise 8 mm x 8 mm oder 10 mm Durchmesser bei einer maximaler Dicke von 5 mm
  Größere Proben können vor Ort entsprechend präpariert werden.

(Laser-Sekundärneutralteilchenmassenspektrometrie)

Bei der Laser-Sekundärneutralteilchenmassenspektrometrie  wird die Oberfläche des  Untersuchungsobjektes mit primären Ionen (meist Edelgas-, Gallium-  oder Wismutionen) beschossen. Hierdurch werden aus den obersten Atomlagen der Probe Sekundärteilchen (Ionen und Neutralteilchen) freigesetzt, die aus einzelnen Atomen, aber auch aus Clustern und Fragmenten bestehen können. Im Gegensatz zu ToF-SIMS werden zusätzlich zu den emittierten Ionen auch die in sehr viel größerer Zahl emittierten Neutralteilchen identifiziert. Dazu werden die zerstäubten Sekundärneutralteilchen in der Gasphase durch Laserbeschuss nachionisiert und dann dem Flugzeitmassenspektrometer zugeführt.

Besondere Vorteile:

• Extrem hohe Empfindlichkeit
• Quantifizierbarkeit
• Spezifisch für die obersten Atomlagen
• Alle Elemente einschließlich Isotope nachweisbar

• Laterale Auflösung: < 1 µm – 10 µm
• Informationstiefe: < 1nm
• Tiefenauflösung: ca. 1 nm

Anwendungsbereiche:

• Organisches und anorganisches Probenmaterial
• Elektrisch leitende, halbleitende und nicht leitende Materialien
• Für spezielle Anwendungen steht ein Kryohalter zur Verfügung, mit dem u. a. auch biologisches Material untersucht werden kann.
• Für spezielle Anwendungen können in-situ mittels Mikrotomschnitt frische Flächen für die Untersuchung erzeugt werden (auch an Kryopräparaten).

Probenbeschaffenheit:

• Bei der Probennahme darf die zu untersuchende Oberfläche nicht mit den Fingern berührt werden. Auch der Kontakt mit anderen Materialien sollte möglichst vermieden werden.
  Bitte, beachten Sie die Hinweise zum Versand der Proben.
• Proben müssen UHV-kompatibel sein (für spezielle Anwendungen steht ein Kryohalter zur Verfügung, der auch die Untersuchung von Proben mit hohem Dampfdruck erlaubt)
• Die Abmessungen fester Proben betragen idealerweise 10 mm x 10 mm bei etwa 1 mm Dicke
  Größere Proben können vor Ort entsprechend präpariert werden. Im Einzelfall können auch größere Proben eingeschleust werden.