二次離子質(zhì)譜儀（SIMS）用高能電離轟擊樣品表面，這導(dǎo)致樣品表面上的原子或原子團(tuán)吸收能量并通過濺射產(chǎn)生二次粒子。這些帶電粒子通過質(zhì)量分析器后，可以獲得有關(guān)樣品表面的信息光譜。 

在傳統(tǒng)的SIMS實驗中，高能量的一次離子束（如Ga，Cs或Ar離子）在超真空條件下聚焦在固體樣品表面上。一次離子束與樣品相互作用，二次離子在材料表面濺射并解吸。然后將這些次級離子提取到質(zhì)量分析儀中，以提供具有分析表面特征的質(zhì)譜圖，并生成有關(guān)元素，同位素和分子的信息，其靈敏度范圍從PPM到PPB。 SIMS儀器有三種Z基本的類型，每種類型使用不同的質(zhì)量分析儀。

質(zhì)譜原理

二次離子質(zhì)譜儀（SIMS）是基于質(zhì)譜的表面分析技術(shù)。二次離子質(zhì)譜的原理是基于一次離子與樣品表面之間的相互作用。一次有數(shù)千個電子能量轟擊樣品表面，在轟擊區(qū)域使得包括離子的散射和表面原子，原子團(tuán)，正負(fù)離子的濺射以及表面化學(xué)反應(yīng)等一系列物理和化學(xué)過程引起了，使得二次離子產(chǎn)生，在得到有關(guān)表面質(zhì)譜的信息前，對帶電粒子進(jìn)行質(zhì)量分析，以下簡稱二次離子質(zhì)譜。

利用質(zhì)譜圖能夠使得樣品表面上的分子，元素和同位素的信息被獲取，能夠用來進(jìn)行樣品表面化學(xué)元素或化合物的內(nèi)部分布情況的檢測，也可以用于生物組織和細(xì)胞表面或內(nèi)部成像分析化學(xué)成分，和表面掃描和剝離配合（濺射剝離速度能夠達(dá)到每小時10微米），還能夠使得樣品表面或內(nèi)部化學(xué)成分的三維圖像獲取到。二次離子質(zhì)譜儀十分的靈敏，能夠達(dá)到PPM甚至PPB的數(shù)量級。它還能夠執(zhí)行微區(qū)域成分成像和深度剖面分析。