1. TỔNG QUAN

Các đặc tính và tính năng của bề mặt rắn phụ thuộc vào cấu trúc hoá học của bề mặt vật liệu. Bằng cách sử dụng các thết bị phân tích bề mặt, có thể phân tích thành phần nguyên tố và trạng thái của bề mặt chất rắn.  

Phần ngoài cùng của vật liệu là phần cực kỳ nhạy cảm, mang các đặc tính bề mặt như hoạt động hóa học, độ bám dính, độ ẩm, tính chất điện, tính chất quang, khả năng chống ăn mòn, ma sát và khả năng tương thích sinh học của vật liệu, và nó là cũng là bộ phận dễ bị mất đi các đặc tính đó do suy thoái và ô nhiễm môi trường, bám dính của cặn trong quá trình, v.v..

Do đó, phân tích bề mặt không chỉ được sử dụng để phát triển các bề mặt mới có chức năng cao và các sản phẩm sử dụng chúng mà còn giúp các vật liệu có chức năng cao thể hiện đúng chức năng của chúng. Ví dụ, trong quá trình sản xuất chất bán dẫn, ngay cả một lượng tạp chất hoặc độ bám dính tối thiểu của vật chất lạ trên bề mặt cũng có thể khiến sản phẩm không đáp ứng được tiêu chuẩn chất lượng. Ngoài ra, khi phát hiện ô nhiễm, thành phần chất gây ô nhiễm phải được phân tích trước để làm rõ nguyên nhân.

Các hệ thống phân tích bề mặt của Hiden Analytical là một giải pháp toàn diện để lập hồ sơ chuyên sâu và phân tích thành phần của mẫu trong nhiều lĩnh vực: phân tích bề mặt, kỹ thuật màng mỏng, công nghiệp bán dẫn, nghiên cứu pin nhiên liệu,… Bên cạnh đó, hệ thống có thể cung cấp tùy chọn theo nhu cầu nghiên cứu cụ thể hay yêu cầu giám sát quá trình, đảm bảo hiệu suất tối đa, phù hợp với ứng dụng của người dùng (thiết bị custom SIMS solutions).

2. ỨNG DỤNG

• Phân tích bề mặt bằng kỹ thuật SIMS và SNMS: Hệ thống khối phổ ion thứ cấp SIMS được phân phối của Reecotech cung cấp các ứng dụng phân tích SIMS tính và động hiệu suất cao để phân tích thành phần bề mặt, phân tích chất gây ô nhiễm và lập hồ sơ chi tiết về độ sâu ở các lớp bề mặt mẫu.
• Phân tích bề mặt vật liệu ở cấp độ nano: Phân tích vật liệu ở cấp độ nano tập trung vào việc phát hiện các nguyên tố vi lượng và siêu vi lượng đến phạm vi ppm. Hệ thống khối phổ ion thứ cấp chùm ion hội tụ do Reecotech phân phối (FIB-SIMS) cung cấp khả phát hiện đồng vị và ion (nguyên tử, phân tử), lập bản đồ nguyên tố 3 chiều và đặt nền tảng cho phân tích định tính thành phần các lớp nano.
• Phân tích sự nhiễm bẩn silicone trên bề mặt vật liệu: Polydimethylsiloxane (PDMS) được sử dụng làm chất bôi trơn trong mỹ phẩm, phụ gia thực phẩm [E900] và chất bịt kín rất phổ biến trong công nghiệp. Tuy nhiên, PDMS có thể phân hủy thành silicon dioxide (thủy tinh), tạo thành một lớp cách điện trong thiết bị điện tử và gây khó khăn khi liên kết các bề mặt, nó cũng rất khó để loại bỏ. Thiết bị SIMS của Hiden Analytical có thể dễ dàng phát hiện sự có mặt của chất gây ô nhiễm công nghiệp quan trọng này.
• Nghiên cứu vật liệu bán dẫn – điện tử: SIMS rất quan trọng trong việc phân tích tạp chất trong vật liệu bán dẫn, ứng dụng trong việc đo trực tiếp liều lượng cấy ghép và khuếch tán ion; đo độ dày lớp, độ sắc nét của lớp và thành phần hợp kim; và giám sát quá trình kim loại hóa, thụ động hóa và sự nhiễm bẩn.
• Nghiên cứu bề mặt pin năng lượng mặt trời: Thiết bị khối phổ ion thứ cấp của Hiden Analytical phân tích cấu trúc đa thành phần phức tạp theo chiều sâu, thu thập cả các nguyên tố ở lớp nền (matrix) và các nguyên tố tạp chất (dopant) trong các tế bào pin năng lượng mặt trời.
• Xác định thành phần đồng vị trong vật liệu: Thiết bị khối phổ ion thứ cấp SIMS của Hiden Analytical có thể xác định thành phần đồng vị của vật liệu, giúp phân tích sự khuếch tán của các đồng vị trong các lớp.
• Nghiên cứu vật liệu hạt nhân: Khả năng đo lường các đồng vị và phân tích các hạt nhỏ cho phép thiết bị đo khối phổ ion thứ cấp SIMS phân tích nghiên cứu các vật liệu hạt nhân.
• Nghiên cứu bề mặt Stent: Stent là một cuộn lưới kim loại nhỏ được đặt vào khu vực mạch vành bị tắc nghẽn, cần phải tương thích sinh học với cơ thể, vì vậy khảo sát bề mặt stent là rất quan trọng. Thiết bị khối phổ của Hiden Analytical được sử dụng để phân tích thành phần bề mặt với độ chính xác đến nanomet. Bên cạnh đó, stent có thể được phủ một lớp polymer để bảo vệ hoặc để rửa giải thuốc, thiết bị SIMS có thể sử dụng trong việc nghiên cứu và mô tả lớp polymer này.
• Cấu hình độ sâu và định lượng thành phần của hợp kim bằng khối phổ trung hoà phún xạ (SNMS): Thiết bị khối phổ trung hoà phún xạ của Hiden Analytical cung cấp dư liệu độ sâu định lượng với độ phân giải cao để phân tích cấu trúc lớp của vật liệu và vùng hoạt động chính của bề mặt vật liệu.
• Ứng dụng trong lĩnh vực dược phẩm: Thiết bị SIMS của hãng Hiden Analytical có thể phân tích bột thuốc bằng cách sử dụng băng dính dẫn điện phân tán, tạo thành viên, hoặc ép vào tấm indium. Ngoài ra thiết bị này còn phát hiện sự có mặt các chất liên kết, chất làm đầy hoặc khử nước trong thuốc bằng cách sử dụng các chùm ion năng lượng thấp.