Glossaire – Définitions
Spectrométrie de masse d'ions secondaires : SIMS et ToF-SIMS - Procédures d'analyse et performances

1 - Spectrométrie, identification

• 1.1 - Paramètres de base
  Figure 1 - Spectres de masse d'ions secondaires positifs et négatifs émis par GaAs sous bombardement Ar+ (5 keV)
• 1.2 - En spectrométrie de masse par déflection magnétique
• 1.3 - En spectrométrie de masse à temps de vol
  Figure 2 - Spectre de masse en temps de vol d'un verre
• 1.4 - Interprétation des spectres d'ions moléculaires
  Figure 3 - Spectre de masse par SIMS à temps de vol d'un dépôt de vitamine B12 sur une plaque d'argent [1]
• 1.5 - Résolution spatiale, sensibilité
  Tableau 1 Tableau 2

2 - Analyse quantitative

• 2.1 - Expressions générales
• 2.2 - Analyses de traces
  Figure 4 - Étalonnage des concentrations pour une impureté très diluée (doc. GEMAC CNRS UMR8635)
• 2.3 - Analyse de concentrations moyennes et fortes
  Figure 5 - Profil SNMS d'un verre float face atmosphère non nettoyé [8]

3 - Analyse de surface en SIMS statique

4 - Profilage analytique

• 4.1 - Paramètres de base
• 4.2 - Mesure des profondeurs
  Figure 8 - Profil d'un cratère d'érosion, mesuré par profilométrie mécanique. Noter la différence d'échelle entre la distance et la hauteur (doc. GEMAC CNRS UMR8635) Figure 9 - Image SEM-FEG d'un fond de cratère SIMS réalisé sur une couche ITO de … Figure 10 - Comparaison des profils d'analyse en profondeur d'un échantillon de dix couches alternées (Co/Cu) d'épaisseur unitaire 5 nm sous différentes conditions [15]
• 4.3 - Mélange collisionnel, ségrégation induite, pulvérisation différentielle, effets de matrice
• 4.4 - Profilage par couplage érosion- détection par temps de vol (ToF-SIMS)
• 4.5 - Profilage sous faisceau polyatomique. Profilage moléculaire
  Figure 11 - Profilage moléculaire des ions secondaires [C33H46N3O5]– sur un ensemble de couches de 1 nm de composé Irganox 3114 incluses dans un empilement de composé Irganox 1010 [19]
• 4.6 - Résumé et conclusions
  Figure 12 - Comparaison des profils de concentration de cuivre en profondeur, théorique (TRIM) et mesurés par différentes méthodes d'analyse (RBS, AES, XPS, SIMS sous pulvérisation … Figure 13 - Profils SIMS sur une multicouche de composant photovoltaïque à base de polymères [21] Figure 14 - Profil de concentrations obtenu par ToF-SIMS d'un empilement sur verre pour filtrer les infrarouges solaires Figure 15 - Dopage très peu profond de phosphore implanté (500 eV) dans Si (doc. CAMECA, équipement EXLIE-SIMS)

5 - Analyses isotopiques

• 5.1 - Utilisation d'isotopes rares comme traceurs
  Figure 16 - Profil de diffusion de deutérium introduit dans GaAs par plasma microonde [22] Figure 17 - Profil isotopique en profondeur 29Si/28Si dans un verre au bore soumis à une solution marquée au 29Si [23]
• 5.2 - Mesure des rapports isotopiques

6 - Analyse de phases

7 - Imagerie et acquisition à trois dimensions

• 7.1 - Développements techniques
• 7.2 - Identification, distribution
  Figure 19 - Image ionique en nano-SIMS d'une lamelle d'orthopyroxène (opx) apparue dans une matrice de clinopyroxène (cpx) [34] Figure 20 - Images ioniques sur coupe transverse d'un verre borosilicate corrodé en présence d'une solution enrichie en 18O [35]
• 7.3 - Applications des analyses isotopiques
  Figure 21 - Multicouches alternées 12C diamant /13C diamant [36]
• 7.4 - Utilisation des effets de contraste
  Figure 22 - Images ioniques sur un alliage à base Ni. Ségrégation intergranulaire de carbone. Illustration de l'effet de contraste
• 7.5 - Imagerie moléculaire
  Figure 23 - Images ioniques (ToF-SIMS, primaires Bi3 , 25 keV, postaccélération secondaire) d'une section de cerveau de rat (région gyrus dentatus ) [37]
• 7.6 - Reconstitution de données en trois dimensions
  Figure 24 - Analyse par ToF-SIMS de la diffusion du fer dans le composé polycristallin La0,1Sr0,1Ga0,1Mg0,1O2,9 (LSGM1010) [38]

8 - Conclusion

9 - Glossaire – Définitions