二次イオン質量分析法　第２版

1　二次イオン質量分析法（SIMS）とは何か
　1.1　なぜSIMSで表面分析ができるのか
　1.2　なぜSIMSで深さ方向分析ができるのか
　1.3　なぜSIMSでイメージングができるのか
　1.4　SIMSの歴史
　1.5　SIMSで分析できる試料

2　 SIMSの原理
　2.1　スパッタリング収率
　　2.1.1　スパッタリング過程
　　2.1.2　現象のシミュレーション
　　2.1.3　スパッタリング収率
　2.2　二次イオン化率 と二次イオン収率
　　2.2.1　二次イオン化率
　　2.2.2　二次イオン収率
　　2.2.3　二次イオンの発生過程
　　2.2.4　ユースフルイールド
　2.3　マトリックス効果
　　2.3.1　マトリックス効果の基礎
　　2.3.2　D-SIMSにおけるマトリックス効果の実際とその抑制例
　　2.3.3　S-SIMSにおけるマトリックス効果の実際とその抑制例

3　SIMS装置の基礎
　3.1　装置の概略
　3.2　一次イオン照射系
　　3.2.1　イオン源
　3.3　ガスクラスターイオンビーム（GCIB）
　　3.3.1　クラスターの種類とガスクラスター
　　3.3.2　ガスクラスターの生成とイオン化
　　3.3.3　クラスターサイズ分布と照射効果
　　3.3.4　GCIB-SIMS装置
　　3.3.5　GCIB-SIMSの特徴
　3.4　二次イオン質量分析計
　　3.4.1　二重収束型質量分析計
　　3.4.2　四重極型質量分析計
　　3.4.3　飛行時間型質量分析計
　　3.4.4　MS/MSを搭載した飛行時間型質量分析計
　3.5　高空間分解能SIMS
　　3.5.1　深さ方向分解能
　　3.5.2　面分解能
　　3.5.3　走査型イメージング
　　3.5.4　投影型イメージング

4　SIMSによる測定の実際
　4.1　試料の準備
　　4.1.1　試料の保存・輸送
　　4.1.2　試料表面のクリーニング
　　4.1.3　特殊な試料の準備
　4.2　無機物の定性分析
　　4.2.1　D－SIMSとS－SIMS
　　4.2.2　質量のキャリブレーション
　　4.2.3　有機物と無機物の分類
　　4.2.4　同位体を考慮した質量スペクトルの帰属
　　4.2.5　イオンスパッタによる表面のクリーニング
　　4.2.6　定性分析の例
　4.3　有機物の定性分析
　　4.3.1　S-SIMSによる有機成分定性分析
　　4.3.2　ToF-SIMS高質量分解能測定での有機成分の定性分析
　　4.3.3　ToF-SIMS装置オプション開発の有機成分の定性への寄与
　4.4　定量分析
　　4.4.1　D-SIMSによる不純物の定量分析
　　4.4.2　S-SIMSによる二元有機混合物の定量分析
　4.5　深さ方向分析
　　4.5.1　分析目的の確認
　　4.5.2　分析装置の選択
　　4.5.3　分析条件の選択
　　4.5.4　バックサイドSIMS
　4.6　二次元・三次元イメージング
　　4.6.1　二次イオンイメージングの概要
　　4.6.2　ToF-SIMSによるイメージング事例
　　4.6.3　NanoSIMSによるイメージング事例

5　SIMSの応用・発展
　5.1　無機物・金属・半導体の測定および元素分析
　　5.1.1　同位体顕微鏡
　　5.1.2　窒化物半導体中の不純物分析例
　　5.1.3　無機材料の極浅領域分析，極薄膜分析，断面分析
　　5.1.4　深さ分解能の良いSi半導体試料測定技術
　　5.1.5　鉄鋼材料分析への応用
　5.2　有機物・高分子の測定
　　5.2.1　材料中の有機微量成分の分析
　　5.2.2　有機工業材料の測定
　　5.2.3　高分子分析への応用
　　5.2.4　有機無機複合材料のSIMS/FIB-SIMSによる分析
　　5.2.5　高分子材料のMS/MSによる分析
　5.3　生体試料の測定
　　5.3.1　生物試料の分析
　　5.3.2　植物中の天然高分子および可動性成分の可視化
　5.4　発展的手法
　　5.4.1　レーザーSNMSの原理
　　5.4.2　レーザーSNMSの発展と適用例
　　5.4.3　分子クラスターイオン
　　5.4.4　液滴イオンビームによるSIMSの試み
　　5.4.5　元素および分子選択型イオンビームの検討
　　5.4.6　解離性イオン散乱を用いた試料表面の機械特性評価
　　5.4.7　SIMSデータへの機械学習の応用

おわりに：これからのSIMS

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