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Il SIMS dinamico, indicato con DSIMS (da dynamic secondary ion mass spectrometry) è una tecnica di spettrometria di massa, precisamente di spettrometria di massa a ioni secondari.
Il modo di lavoro del SIMS dinamico si chiama microprobe mode.
Solitamente quando si parla genericamente di SIMS, ci si riferisce al SIMS dinamico essendo il primo a essere stato inventato.
La spettrometria di massa di ioni secondari è generalmente una tecnica distruttiva, poiché interagisce con il campione alterandolo. A seconda dell'intensità del processo di erosione si fa però distinzione tra SIMS dinamico e SIMS statico, nel caso in cui la superficie analizzata non venga modificata durante l'analisi.
Il SIMS dinamico, pur essendo una tecnica distruttiva, ha una maggiore sensibilità e velocità e permette la quantificazione dei risultati. L'interazione del fascio primario (in genere ioni O- oppure Cs+) con il campione avviene in condizioni più riproducibili. Utilizzando ioni primari O- si favorisce la creazione di ioni secondari positivi e lo strato ossidato preesistente sul campione perde la sua influenza. Gli ioni di cesio, l'elemento con il più basso potenziale di ionizzazione, favoriscono la creazione di ioni secondari negativi. In questo modo il SIMS dinamico è meno suscettibile agli effetti di matrice rispetto al SIMS statico.
Una delle applicazioni principali di questa tecnica è quella dell'analisi di semiconduttori, campo nel quale è richiesta un'elevata sensibilità.
| Caratteristiche del SIMS Dinamico | Caratteristiche del SIMS Statico |
|---|---|
Le applicazioni più diffuse per la spettrometria SIMS dinamica sono l'acquisizione di profili di profondità e la caratterizzazione di impiantazioni ioniche nell'ambito dell'industria dei semiconduttori. Grazie alla possibilità di effettuare scansioni con il fascio primario a mano a mano che si penetra in profondità, si possono acquisire informazioni tridimensionali sulla composizione chimica dei campioni. Utilizzando spettrometri a settore magnetico dotati di più rivelatori, è inoltre possibile acquisire profili di profondità per diversi elementi contemporaneamente e con un'elevatissima sensibilità. In questo modo si riescono a caratterizzare anche campioni composti da diversi strati di materiale diverso.
La spettrometria SIMS consente inoltre di acquisire spettri di massa dei campioni analizzati, nonché immagini. In particolare, tramite i microchannel plate si può avere un'immagine in tempo reale della composizione elementale del campione, mentre tramite scansione si ottengono mappe più accurate. Disattivando il filtro di massa è possibile acquisire immagini topografiche analoghe a quelle ottenute mediante microscopia SEM.
| Vantaggi | Svantaggi |
|---|---|
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|
- (EN) D-SIMS sul sito della Physical Electronics, inc., su phi.com. URL consultato il 20 gennaio 2010 (archiviato dall'url originale il 5 gennaio 2010).
- (EN) Analysis tecnique: dynamic SIMS sul sito della CAMECA, su cameca.com. URL consultato il 20 gennaio 2010 (archiviato dall'url originale il 5 marzo 2009).
- (EN) Dynamic secondary ion mass spectrometry sul sito della CERAM, su csma.ltd.uk. URL consultato il 20 gennaio 2010 (archiviato dall'url originale il 15 agosto 2007).
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