TRIFT-V nanoTOF II(三次聚集飛行時間)二次離子質譜儀是超靈敏的表面分析技術，可檢測表面分子成分和分布，元素及其同位素。所有元素和同位素，包括氫都可以用飛行時間二次離子質譜分析。由初級脈沖離子束轟擊樣品表面所產生的二次離子，經飛行時間分析器分析二次離子的荷質比，從而得知樣品表面信息。

PHI nanoTOF IITM是第五代SIMS儀器，該儀器具有獨特的ZL飛行時間（TOF）分析儀，它擁有市場上TOF-SIMS儀器中最大的角度和能量接收范圍，它使用了具有優良離子傳輸能力的三級聚焦半球形靜電分析器，實現了高空間分辨率和質量分辨率。PHI nanoTOF IITM還具有很高的成像能力，可以表征形貌復雜的樣品而沒有陰影效應。 

A）                                                                      B）

         圖1 –A）PHI nanoTOF IITM  及B)二次離子分離示意圖

同時實現高空間及高能量分辨模式：nanoTOF Ⅱ安裝了新開發的離子槍（對應的源為Bi，Au，Ga），空間分辨率最小能達到70納米（Bi3++）。此外，在新設計的脈沖壓縮（Bunched）機理下，可采用高質量分辨率模式，實現500納米或以下（Bi3++）的空間分辨率，其增加了三倍以上的電流密度，同時提高了靈敏度，空間分辨率和質量分辨率。

視野范圍最小可至5微米：下圖顯示的是在較高的空間分辨率下，PS/PMMA聚合物的成像。傳統上來說，聚合物的分子分布結構，只能用AFM觀察，但在這里，nanoTOF II也能做到。

低背景和亞穩YZ：nanoTOF II繼承了上一代的設計優點，在TRIFT質譜儀中添加了能量過濾器（Energy Slit）來實現對亞穩態離子的YZ(Metastable Rejection) ，從而降低質譜的背景噪音。比較Reflectron型和TRIFT型為基礎的質譜儀，明顯地看到Reflectron型譜儀由于不具備亞穩YZ功能，其得到圖譜背景噪音遠高于TRIFT型的譜儀的背景噪音。

多種離子槍選配實現高精度深度剖析：nanoTOF Ⅱ專用的深度分析濺射的離子槍，既有適用于無機化合物的高靈敏度分析的銫離子槍（適用于負離子分析）和氧離子槍（適用于正離子分析）；也有適用于有機物薄膜深度剖析的C60離子槍槍和氬氣體團簇（Ar-GCIB）離子槍，可在高的深度分辨率下，實現高靈敏度的深度剖析。整個離子槍的應用范圍如圖4e所示。

圖4-e）各種離子槍的應用范圍

FIB-TOF三維深度分布成像：TRIFT分析儀的內在特性和優勢是可以通過對FIB銑削坑的垂直型墻直接成像而不必傾斜樣品。相對于使用傳統的濺射離子源方法,FIB使用已設置的加工程序對樣品進行FIB銑削和切片，可獲得更深層亞表面特征或缺陷信息。此外,通過使用“切片和視圖”的方法可進行TOF-SIMS 3D成像，FIB槍用來對樣品進行剖面加工而TOF-SIMS分析每一連續剖面加工層。使用這種方法得到 3D 成像可以最大限度地減少或消除濺射離子束深度剖析帶來的潛在困難。而其三維圖像重構也可以非常簡單，因為樣品在FIB加工和TOF-SIMS數據采集期間是不需要移動的。

串聯質譜MS/MS （有機高分子材料分析必備附件）：超過 m/z 200 的分子離子碎片,常規的TOF-SIMS的高質量精度和高質量分辨率不能對特征離子的元素/成分組成提供明確判定；也不能提供清楚的結構信息,包括分子片段中不飽和鍵的位置。這對于研究高分子添加劑和生物組織剖面尤為重要。ZL技術的并行成像串聯質譜MS/MS選配可以同時獲得MS1和MS2質譜圖,圖像和3D成像,空間分辨率為200nm。利用1.5keV碰撞誘導解離法,得到MS2數據,可對分子結構進行GX解析。

SmartSoftTM-TOF配合WinCadence軟件易于操作：nanoTOF II操作軟件采用智能化，如‘流’的設計，讓用戶按照流程順序，依次完成樣品裝載，樣品定位，設定分析條件，開始圖譜采集；并配合可視化的圖形界面，形象地展示儀器的各個部件，及儀器當前的運行狀況，實時顯示儀器的參數。讓用戶一學就會，一看就懂。

多樣化的樣品托：

·         標準樣品托：有兩種100mm的正方形樣品托，分別用于前后裝樣。視應用條件選擇樣品托。

·         冷熱樣品托：可用于對樣品加熱冷卻的樣品托，不僅在進樣室可加熱冷卻，在樣品臺移動時也可使用。

·         真空轉移裝置：能夠在客戶的手套箱和設備的預抽室之間傳遞樣品，防止樣品與大氣接觸，適用于易于大氣反應的樣品。

nanoTOF II儀器規格：

Bi 作為一次離子源時：

·         低質量數質量分辨率（m/Δm）：硅（28Si+和28SiH+）在12000以上

·         高質量數質量分辨率（m/Δm）：m/z > 200，在 16,000以上

·         有機材料的質量分辨率（m/Δm）：PET（104 amu）在12000以上

·         最小離子束直徑：70納米（高空間分辨率模式）、0.5μm（高質量分辨率模式）

nanoTOF II選配

串聯質譜MS/MS、氬氣團簇離子槍、C60離子槍、銫離子槍、氬／氧離子濺射槍、樣品冷卻/加熱系統、樣品高溫加熱系統、真空轉移裝置、氧噴射系統、Zalar高速旋轉系統、聚焦離子束FIB（Focused Ion Beam）、前處理室、各種樣品托、離線數據處理系統、Static SIMS Library等。

·         應用：材料領域：聚合物材料（纖維、塑料、橡膠、紙張、樹脂涂料等）、金屬合金、半導體、硅酸鹽陶瓷、納米鍍層、 有機半導體OLED、OPV等。

·         研發領域：半導體器件、納米器件、生物醫藥、量子結構、能源電池材料等。

·         OLED膜層結構：有機膜層成分、分布和結構剖析，高質量離子碎片表征。

·         薄膜和涂料：分析有機涂層，有機和無機涂料的成像分布。

·         無機及半導體器件：晶圓工藝殘渣物，缺陷分析，蝕刻/清潔殘留分析，晶圓工藝中微量金屬污染物分析；摻雜元素的3D成像分析。

·         磁存儲器件：介質表面的殘留物，來自于工藝的污染物，包括有機和無機物，失效分析，潤滑分析。

·         藥物研究：藥物截面成像，新的藥物緩釋涂層的表征與發展。

·         生命科學領域：研究組織和細胞。