CAMECA IMS-7f-SIMS 发布时间：2026-06-09
CAMECA IMS-7F-SIMS 是法国 CAMECA 公司研制的高精度表面、薄膜、微区与同位素分析表征仪器，采用双聚焦质量分析器为核心架构，是全球材料科学、半导体、地质、核工业、环境科学与生物无机分析领域公认的超高灵敏度、高空间分辨、高深度分辨分析设备。仪器以高能一次离子束（Cs⁺ 、O₂ ⁺ 、O⁻ ）轰击样品表⾯，溅射出携带成分信息的二次离子，经离子传输、聚焦、质量分离与高灵敏度探测，实现元素定性定量分析、高精度同位素比值测定、二维/三维离子成像、深度剖析、线扫描、自动颗粒识别与批量自动化分析一体化表征。系统由超高真空系统、多模式离子源、一次/二次离子光学系统、质量分析器、EM/FC/RAE 探测器、高精度电动样品台、NEG 垂直入射电子枪电荷补偿系统及全套专业分析软件组成，可实现动态 SIMS、静态 SIMS、成像 SIMS、Checkerboard、APM 自动颗粒测量、Chain Plus批量链式分析等多种工作模式，可对导体、半导体、绝缘体、薄膜、块体、颗粒、粉末、生物组织等几乎所有类型固体样品进行无损或近无损分析。
> 配套软件
整套系统兼具科研级精度与工业级稳定性，可满足前沿基础研究、高端质量控制、无损检测、同位素溯源、微区成分成像等多场景需求，是现代高端表征领域的核心装备。
> 设备配置及核心参数
（⼀）硬件主体配置
1、 离子源：Cs⁺ 、O₂ ⁺ 、O⁻ 多模式离子源，可切换正/负离子模式
2、 质量分析器：双聚焦质量分析器，高质量分辨能力
3、 探测器：EM 电子倍增器、FC 法拉第杯、RAE 探测器
4、 电荷补偿系统：NEG 垂直入射电子枪，用于绝缘体样品电荷补偿
5、 样品台：高精度XYZ 三维电动位移台，支持自动样品存储仓
6、 真空系统：高真空/超高真空系统，保障离子传输与测试稳定性
7、 成像系统：2D/3D 离⼦成像、图像堆栈、深度重构、图像拼接
8、 光路系统：一次离子光学&二次离子光学
（⼆）关键技术参数
> 可开展测试项目
1、 元素深度剖析：薄膜、涂层、外延层、钝化层元素沿深度分布定量分析
2、 二维/三维离子成像：元素面分布、3D 体积重构、图像拼接（马赛克⼤图）
3、 高精度同位素比值测定：稳定同位素精准定量，用于溯源、定年、核材料检测
4、 自动化颗粒测量（APM）：大批量颗粒快速筛选、成分/同位素/尺寸/坐标统计分析
5、 绝缘体直接测试：配备 NEG 电荷补偿，无需导电镀层直接测试绝缘样品
6、 图像高级处理：漂移校正、高斯/中值/盒式滤波、图像数学运算
7、 定量分析：深度校准、浓度定量、RSF 标定、多层膜同步校准
8、 高分辨质谱分析：表面痕量杂质、污染物定性定量分析
9、 数据批量处理：批处理自动化、数据导出、报表生成
> 适用样品类型
> 测试依据标准
（⼀）国际标准
ISO 12406 表面化学分析一二次离子质谱一术语与定义
ISO 14237 半导体材料 SIMS 深度剖析标准 ASTM E1160 SIMS 表面成分分析标准 ASTM E1635 痕量元素 SIMS 定量分析标准 ASTM E1082 表面分析通用标准
（⼆）国家标准（GB/T）
GB/T 22462 表面化学分析 二次离子质谱 静态 SIMS GB/T 30704 表面分析术语
GB/T 30705 表面分析 深度剖析方法
GB/T 30899 纳米材料 表面成分分析
（三） 行业规范
半导体行业 SEMI 标准
地质 SIMS 同位素分析标准方法核材料颗粒分析通用规范
薄膜材料行业分析规范
（四） 测量范围
1、 元素测量范围：可分析周期表中 H（1）~ U（92）全部元素，包含所有稳定同位素与长寿命放射性同位素。
2、 浓度/含量测量范围：1ppb（10⁻ ⁹ ）~ 100%，覆盖痕量掺杂、微量杂质、半定量组分、主量元素全量级。
3、 深度剖析测量范围：1 nm ~ 100 µm，深度分辨率达纳米级，可实现超薄膜至块体材料逐层剖析。
4、 空间/成像测量范围：最小分析区域：1µm×1µm，最大分析区域：500µm×500µm
5、 成像像素：16×16 ~ 1024×1024
6、 空间分辨率：≤ 1µm（亚微⽶级）
（五） 同位素⽐值测量范围
轻同位素：¹H/²H、¹²C/¹³C、¹⁴ N/¹⁵ N、¹⁶ O/¹⁸ O
半导体/材料同位素：²⁸ Si/²⁹ Si/³⁰ Si、³²S、⁷ ⁰ Ge 等
金属/地质同位素：Fe、Cu、Zn、Sr、Pb、Nd 等核工业特征同位素：²³⁵ U/²³⁸ U 及锕系元素比值
（六） 自动化颗粒（APM）测量范围
颗粒直径：0.1µm-50µm
单次分析通量：百万级颗粒
输出：颗粒尺寸、强度、同位素比值、坐标、边界、统计分布
（七） 数据与图像输出范围
支持格式：、im、ckb、sc、dp、imp、im_rpc、*、dp_rpc
导出格式：Excel、ASCII 文本、TIFF、EMF、剖面图、成像图、3D 视图、统计报表
> 核心优势总结
1、 元素覆盖：从 H 到 U 无盲区，可同时测定元素与同位素
2、 超高灵敏度：检出限达 ppb 级，满足痕量掺杂与杂质分析
3、 高分辨能力：纳米级深度分辨 + 亚微米空间分辨
4、 绝缘体兼容：NEG 电荷补偿，无需导电处理直接测试
5、 功能高度集成：成像、剖面、同位素、颗粒、批量自动化⼀体
6、 数据权威可靠：符合国际/国内标准，广泛用于科研与工业质控
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