PHI nanoTOF II飞行时间质谱仪?

TRIFT-V nanoTOF II(三次聚集飞行时间)二次离子质谱仪是超灵敏的表面分析技术，可检测表面分子成分和分布，元素及其同位素。所有元素和同位素，包括氢都可以用飞行时间二次离子质谱分析。由初级脉冲离子束轰击样品表面所产生的二次离子，经飞行时间分析器分析二次离子的荷质比，从而得知样品表面信息。

  PHI nanoTOF IITM是第五代SIMS仪器，该仪器具有独特的飞行时间（TOF）分析仪，它拥有市场上TOF-SIMS仪器中的角度和能量接收范围，它使用了具有优良离子传输能力的三级聚焦半球形静电分析器，实现了高空间分辨率和质量分辨率。PHI nanoTOF IITM还具有很高的成像能力，可以表征形貌复杂的样品而没有阴影效应。

                  A）                                                                                              B）

                 图1 –A）PHI nanoTOF II^TM 及B)二次离子分离示意图

同时实现高空间及高能量分辨模式：nanoTOF Ⅱ安装了新开发的离子枪（对应的源为Bi，Au，Ga），空间分辨率*小能达到70纳米（Bi3++）。此外，在新设计的脉冲压缩（Bunched）机理下，可采用高质量分辨率模式，实现500纳米或以下（Bi3++）的空间分辨率，其增加了三倍以上的电流密度，同时提高了灵敏度，空间分辨率和质量分辨率。

视野范围*小可至5微米：下图显示的是在较高的空间分辨率下，PS/PMMA聚合物的成像。传统上来说，聚合物的分子分布结构，只能用AFM观察，但在这里，nanoTOF II也能做到。

低背景和亚稳抑制：nanoTOF II继承了上一代的设计优点，在TRIFT质谱仪中添加了能量过滤器（Energy Slit）来实现对亚稳态离子的抑制(Metastable Rejection) ，从而降低质谱的背景噪音。比较Reflectron型和TRIFT型为基础的质谱仪，明显地看到Reflectron型谱仪由于不具备亚稳抑制功能，其得到图谱背景噪音远高于TRIFT型的谱仪的背景噪音。

多种离子枪选配实现高精度深度剖析：nanoTOF Ⅱ专用的深度分析溅射的离子枪，既有适用于无机化合物的高灵敏度分析的铯离子枪（适用于负离子分析）和氧离子枪（适用于正离子分析）；也有适用于有机物薄膜深度剖析的C60离子枪枪和氩气体团簇（Ar-GCIB）离子枪，可在高的深度分辨率下，实现高灵敏度的深度剖析。整个离子枪的应用范围如图4e所示。

图4-e）各种离子枪的应用范围

FIB-TOF三维深度分布成像：TRIFT分析仪的内在特性和优势是可以通过对FIB铣削坑的垂直型墙直接成像而不必倾斜样品。相对于使用传统的溅射离子源方法,FIB使用已设置的加工程序对样品进行FIB铣削和切片，可获得更深层亚表面特征或缺陷信息。此外,通过使用“切片和视图”的方法可进行TOF-SIMS 3D成像，FIB枪用来对样品进行剖面加工而TOF-SIMS分析每一连续剖面加工层。使用这种方法得到 3D 成像可以限度地减少或消除溅射离子束深度剖析带来的潜在困难。而其三维图像重构也可以非常简单，因为样品在FIB加工和TOF-SIMS数据采集期间是不需要移动的。

串联质谱MS/MS （有机高分子材料分析必备附件）：超过 m/z 200 的分子离子碎片,常规的TOF-SIMS的高质量精度和高质量分辨率不能对特征离子的元素/成分组成提供明确判定；也不能提供清楚的结构信息,包括分子片段中不饱和键的位置。这对于研究高分子添加剂和生物组织剖面尤为重要。技术的并行成像串联质谱MS/MS选配可以同时获得MS1和MS2质谱图,图像和3D成像,空间分辨率为200nm。利用1.5keV碰撞诱导解离法,得到MS2数据,可对分子结构进行高效解析。

SmartSoft^TM-TOF配合WinCadence软件易于操作：

nanoTOF II操作软件采用智能化，如"流’的设计，让用户按照流程顺序，依次完成样品装载，样品定位，设定分析条件，开始图谱采集；并配合可视化的图形界面，形象地展示仪器的各个部件，及仪器当前的运行状况，实时显示仪器的参数。让用户一学就会，一看就懂。

多样化的样品托：

·         标准样品托：有两种100mm的正方形样品托,分别用于前后装样。视应用条件选择样品托。

·         冷热样品托：可用于对样品加热冷却的样品托,不仅在进样室可加热冷却,在样品台移动时也可使用。

·         真空转移装置：能够在客户的手套箱和设备的预抽室之间传递样品,防止样品与大气接触，适用于易于大气反应的样品。

nanoTOF II仪器规格：

Bi作为一次离子源时：

· 低质量数质量分辨率（m/Δm）：硅（28Si+和28SiH+）在12000以上

· 高质量数质量分辨率（m/Δm）：m/z > 200，在 16,000以上

· 有机材料的质量分辨率（m/Δm）：PET（104 amu）在12000以上

· *小离子束直径：70纳米（高空间分辨率模式）、0.5μm（高质量分辨率模式）

nanoTOF II选配:

串联质谱MS/MS、氩气团簇离子枪、C60离子枪、铯离子枪、氩／氧离子溅射枪、样品冷却/加热系统、样品高温加热系统、真空转移装置、氧喷射系统、Zalar高速旋转系统、聚焦离子束FIB（Focused Ion Beam）、前处理室、各种样品托、离线数据处理系统、Static SIMS Library等。

·        应用：材料领域：聚合物材料（纤维、塑料、橡胶、纸张、树脂涂料等）、金属合金、半    导体、硅酸盐陶瓷、纳米镀层、有机半导体OLED、OPV等。

·      研发领域：半导体器件、纳米器件、生物医药、量子结构、能源电池材料等。

· OLED膜层结构：有机膜层成分、分布和结构剖析，高质量离子碎片表征。

· 薄膜和涂料：分析有机涂层，有机和无机涂料的成像分布。

· 无机及半导体器件：晶圆工艺残渣物，缺陷分析，蚀刻/清洁残留分析，晶圆工艺中微量    金属污染物分析；掺杂元素的3D成像分析。

· 磁存储器件：介质表面的残留物，来自于工艺的污染物，包括有机和无机物，失效分析，    润滑分析。

· 药物研究：药物截面成像，新的药物缓释涂层的表征与发展。

· 生命科学领域：研究组织和细胞。