TRIFT-V nanoTOF II（三次聚集飛行時間）二次離子質譜儀是超靈敏的表面分析技術，可檢測表面分子成分和分布，元素及其同位素。所有元素和同位素，包括氫都可以用飛行時間二次離子質譜分析。由初級脈沖離子束轟擊樣品表面所產生的二次離子，經飛行時間分析器分析二次離子的荷質比，從而得知樣品表面信息。

PHI nanoTOF II飛行時間質譜儀™

TRIFT-V nanoTOF II(三次聚集飛行時間)二次離子質譜儀是超靈敏的表面分析技術，可檢測表面分子成分和分布，元素及其同位素。所有元素和同位素，包括氫都可以用飛行時間二次離子質譜分析。由初級脈沖離子束轟擊樣品表面所產生的二次離子，經飛行時間分析器分析二次離子的荷質比，從而得知樣品表面信息。

  PHI nanoTOF IITM是第五代SIMS儀器，該儀器具有*的飛行時間（TOF）分析儀，它擁有市場上TOF-SIMS儀器中的角度和能量接收范圍，它使用了具有優良離子傳輸能力的三級聚焦半球形靜電分析器，實現了高空間分辨率和質量分辨率。PHI nanoTOF IITM還具有很高的成像能力，可以表征形貌復雜的樣品而沒有陰影效應。

                  A）                                                                                              B）

                 圖1 –A）PHI nanoTOF II^TM 及B)二次離子分離示意圖

同時實現高空間及高能量分辨模式：nanoTOF Ⅱ安裝了新開發的離子槍（對應的源為Bi，Au，Ga），空間分辨率最小能達到70納米（Bi3++）。此外，在新設計的脈沖壓縮（Bunched）機理下，可采用高質量分辨率模式，實現500納米或以下（Bi3++）的空間分辨率，其增加了三倍以上的電流密度，同時提高了靈敏度，空間分辨率和質量分辨率。

視野范圍最小可至5微米：下圖顯示的是在較高的空間分辨率下，PS/PMMA聚合物的成像。傳統上來說，聚合物的分子分布結構，只能用AFM觀察，但在這里，nanoTOF II也能做到。

低背景和亞穩抑制：nanoTOF II繼承了上一代的設計優點，在TRIFT質譜儀中添加了能量過濾器（Energy Slit）來實現對亞穩態離子的抑制(Metastable Rejection) ，從而降低質譜的背景噪音。比較Reflectron型和TRIFT型為基礎的質譜儀，明顯地看到Reflectron型譜儀由于不具備亞穩抑制功能，其得到圖譜背景噪音遠高于TRIFT型的譜儀的背景噪音。

多種離子槍選配實現高精度深度剖析：nanoTOF Ⅱ專用的深度分析濺射的離子槍，既有適用于無機化合物的高靈敏度分析的銫離子槍（適用于負離子分析）和氧離子槍（適用于正離子分析）；也有適用于有機物薄膜深度剖析的C60離子槍槍和氬氣體團簇（Ar-GCIB）離子槍，可在高的深度分辨率下，實現高靈敏度的深度剖析。整個離子槍的應用范圍如圖4e所示。

圖4-e）各種離子槍的應用范圍

FIB-TOF三維深度分布成像：TRIFT分析儀的內在特性和優勢是可以通過對FIB銑削坑的垂直型墻直接成像而不必傾斜樣品。相對于使用傳統的濺射離子源方法,FIB使用已設置的加工程序對樣品進行FIB銑削和切片，可獲得更深層亞表面特征或缺陷信息。此外,通過使用“切片和視圖”的方法可進行TOF-SIMS 3D成像，FIB槍用來對樣品進行剖面加工而TOF-SIMS分析每一連續剖面加工層。使用這種方法得到 3D 成像可以限度地減少或消除濺射離子束深度剖析帶來的潛在困難。而其三維圖像重構也可以非常簡單，因為樣品在FIB加工和TOF-SIMS數據采集期間是不需要移動的。

串聯質譜MS/MS （有機高分子材料分析附件）：超過 m/z 200 的分子離子碎片,常規的TOF-SIMS的高質量精度和高質量分辨率不能對特征離子的元素/成分組成提供明確判定；也不能提供清楚的結構信息,包括分子片段中不飽和鍵的位置。這對于研究高分子添加劑和生物組織剖面尤為重要。技術的并行成像串聯質譜MS/MS選配可以同時獲得MS1和MS2質譜圖,圖像和3D成像,空間分辨率為200nm。利用1.5keV碰撞誘導解離法,得到MS2數據,可對分子結構進行高效解析。

SmartSoft^TM-TOF配合WinCadence軟件易于操作：

nanoTOF II操作軟件采用智能化，如‘流’的設計，讓用戶按照流程順序，依次完成樣品裝載，樣品定位，設定分析條件，開始圖譜采集；并配合可視化的圖形界面，形象地展示儀器的各個部件，及儀器當前的運行狀況，實時顯示儀器的參數。讓用戶一學就會，一看就懂。

多樣化的樣品托：

·         標準樣品托：有兩種100mm的正方形樣品托,分別用于前后裝樣。視應用條件選擇樣品托。

·         冷熱樣品托：可用于對樣品加熱冷卻的樣品托,不僅在進樣室可加熱冷卻,在樣品臺移動時也可使用。

·         真空轉移裝置：能夠在客戶的手套箱和設備的預抽室之間傳遞樣品,防止樣品與大氣接觸，適用于易于大氣反應的樣品。

nanoTOF II儀器規格：

Bi作為一次離子源時：

· 低質量數質量分辨率（m/Δm）：硅（28Si+和28SiH+）在12000以上

· 高質量數質量分辨率（m/Δm）：m/z > 200，在 16,000以上

· 有機材料的質量分辨率（m/Δm）：PET（104 amu）在12000以上

· 最小離子束直徑：70納米（高空間分辨率模式）、0.5μm（高質量分辨率模式）

nanoTOF II選配:

串聯質譜MS/MS、氬氣團簇離子槍、C60離子槍、銫離子槍、氬／氧離子濺射槍、樣品冷卻/加熱系統、樣品高溫加熱系統、真空轉移裝置、氧噴射系統、Zalar高速旋轉系統、聚焦離子束FIB（Focused Ion Beam）、前處理室、各種樣品托、離線數據處理系統、Static SIMS Library等。

·        應用：材料領域：聚合物材料（纖維、塑料、橡膠、紙張、樹脂涂料等）、金屬合金、半    導體、硅酸鹽陶瓷、納米鍍層、有機半導體OLED、OPV等。

·      研發領域：半導體器件、納米器件、生物醫藥、量子結構、能源電池材料等。

· OLED膜層結構：有機膜層成分、分布和結構剖析，高質量離子碎片表征。

· 薄膜和涂料：分析有機涂層，有機和無機涂料的成像分布。

· 無機及半導體器件：晶圓工藝殘渣物，缺陷分析，蝕刻/清潔殘留分析，晶圓工藝中微量    金屬污染物分析；摻雜元素的3D成像分析。

· 磁存儲器件：介質表面的殘留物，來自于工藝的污染物，包括有機和無機物，失效分析，    潤滑分析。

· 藥物研究：藥物截面成像，新的藥物緩釋涂層的表征與發展。

· 生命科學領域：研究組織和細胞。