3月22日，科技部國家重大科學儀器設備開發(fā)專項“同位素地質(zhì)學專用TOF-SIMS科學儀器”項目啟動會在北京召開。該項目由中國地質(zhì)科學院地質(zhì)研究所牽頭，中科院大連化學物理研究所、吉林大學、中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所參與。大連化物所李海洋研究員和王利研究員分別承擔了“精度及高分辨飛行時間質(zhì)譜分析器”和 “二次中性粒子后電離技術”兩個子課題。
二次離子質(zhì)譜（SIMS）是利用一次離子轟擊靶面樣品，濺射產(chǎn)生的二次離子利用質(zhì)譜分析而獲取材料表面化學組成信息的一種高靈敏方法。SIMS以微觀結構、組成分析見長，可進行微區(qū)成分成像和深度剖面分析，能夠提供樣品表面、界面、薄層內(nèi)原子和分子分布的精細信息，分析材料與制作過程、特性之間關系，找出最佳之微結構、組成以解決納米材料、儲氫材料、航天材料、催化材料研究上所面臨之問題，近年來在生物膜、組織成像上也獲得了較快速的發(fā)展。SIMS已成為地質(zhì)科學，核技術、半導體科學、材料科學、生命科學、文物考古等領域不可缺少的研究設備。
TOF-SIMS是以飛行時間質(zhì)譜（TOF）作為質(zhì)量分析器，解決了雙聚焦磁SIMS質(zhì)譜的低離子通過率、龐大的體積、重量和高昂的成本等不足，可在幾十微秒之內(nèi)完成全質(zhì)量譜分析，提高離子通過率，有效降低或避免對待測樣品的過度損傷。大連化物所作為第二承擔單位，負責SIMS核心部件TOF質(zhì)量分析器的研制，該TOF同位素測量精度0.5‰，分辨率20000。后電離以飛秒激光為電離源，離子濺射產(chǎn)物中的中性粒子經(jīng)過飛秒激光電離后產(chǎn)生相應的離子，從而提高靈敏度。該儀器將應用于月球和隕石樣品的氧同位素和稀土元素分析，以及某些金屬礦床的硫等穩(wěn)定同位素微區(qū)原位分析，解決礦床成因等資源領域的課題，帶動地球化學和宇宙化學新的發(fā)展。