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飛行時間型二次イオン質量分析装置(TOF-SIMS)のご紹介

〜 材料・製品の表層数ナノメートルの元素や分子情報を高感度で得ることができます 〜


本装置は、材料や製品表面の表層数nmの元素や分子情報を高空間分解能、高感度で取得できます。これにより、微細化が進む工業製品、例えばめっき皮膜、ガラス表面、薄膜試料における機能性評価、故障解析を行うことが可能です。

機 器 名 二次イオン質量分析装置 (SIMS)
型 式 TRIFT-II
メーカー名 アルバック・ファイ株式会社
外観写真 外観写真
このような試験が可能です
(用途)
材料、製品表面数nmの深さの元素情報、分子情報を質量分析法により取得することで、製品表面の微小異物の分析や機能性薄膜・酸化膜などの構造解析、表面汚染物解析、表面改質性の評価が可能です。
特 徴  パルス化された細束イオンビームを試料表面に照射することにより試料から発生した二次イオンを飛行時間型質量分析計により精密質量分析します。質量スペクトルや二次イオン像を取得することにより、微小部の化学組成解析や化合物の分布状態解析を行うことが可能です。他の表面分析法(X線光電子分光分析法、オージェ電子分光分析法)と比べて極めて高感度であることが特徴です。ただし、定量性があまりなく、定量情報が欲しい場合はX線光電子分光分析法やオージェ電子分光分析法との併用が必要となります。  また、ガリウムイオンビームやセシウムイオンビームによりスパッタエッチングする手法を組み合わせることにより、深さ方向分析も可能です。
仕 様 ・ガリウムイオン銃
・セシウムイオン銃
・飛行時間型質量分析計
利用例 【亜鉛メッキ表面のクロメート皮膜欠損部の解析】
 亜鉛メッキ試料の傷部をガリウムイオンビーム(ビーム径約2 mm)を用いて分析し、二次イオン像を取得しました(図1参照)。傷部には、表面のクロメート皮膜が欠損し、下地の亜鉛が表面に露出していることが観測できました。

解析結果   解析結果
    図1 亜鉛メッキ表面のクロメート皮膜欠損部の解析結果


【試料表面の極表面汚染物解析】
 試料表面に極薄く存在する汚染物評価のため、正二次イオン質量スペクトルを測定しました(図2参照)。表面からは、ポリジメチルシロキサンに特徴的なスペクトル(m/z 28 Si、m/z 43 SiCH3、 m/z 73 SiC3H9、m/z 147 Si2OC5H15等)が認められました。

分析結果
      図2 試料表面の極表面汚染物解析の分析結果


【ガラス表面に成膜した酸化チタン薄膜】
 ガラス表面に成膜した酸化チタン薄膜をセシウムイオンビームでスパッタエッチングし、パルス化されたガリウムイオンビームで負二次イオンを取得し、深さ方向分析を行いました(図3参照)。

分析結果
      図3 ガラス上の酸化チタン薄膜の深さ方向分析結果
設置場所 群馬産業技術センター(前橋)
担 当 係 化学材料係
連 絡 先 TEL:027−290−3030
依頼試験
手数料
・二次イオン質量分析
 スペクトル測定: 1件につき、29,800円
 面分析     : 1成分につき、14,700円
 深さ方向分析 : 1時間につき、37,800円
機器開放
使用料
現在機器開放は対応しておりません
導入年度 2000年度
補助事業名 電源地域産業集積活性化事業