ISO 23830:2008 表面化学分析—二次イオン質量分析—静的二次イオン質量分析における相対強度スケールの再現性と不変性 | ページ 2

この規格 プレビューページの目次

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

序文

ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

国際規格は、ISO/IEC 指令で指定された規則に従って起草されます。 2.

技術委員会の主な任務は、国際規格を準備することです。技術委員会によって採択されたドラフト国際規格は、投票のためにメンバー団体に配布されます。国際規格として発行するには、投票するメンバー団体の少なくとも 75% による承認が必要です。

このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。

ISO 23830 は、技術委員会 ISO/TC 201, 表面化学分析、小委員会 SC 6, 二次イオン質量分析によって作成されました。

序章

静的二次イオン質量分析 (SIMS) は、複雑な材料の表面分析に広く使用されています。静的 SIMS は、表面の材料の識別や混合物の定量化 (官能化表面ポリマー ブレンドなど) に最もよく使用されます。定量化は通常、相対的なピーク強度を測定し、これらを参照物質からの適切なピークと比較することによって達成されます。観察された変動が重要かどうかを理解するために、これらの測定では再現性が重要です。相対強度の一定性は、作業を歴史的にデータベースに関連付けるだけでなく、機器の動作を確立するためにも重要です。多くの静的 SIMS 測定は、スペクトル ライブラリとのパターン マッチングを使用して未知の物質を特定することを目的としています。これがどの程度意味を持つかは、機器の再現性と安定性に依存します。この国際規格で扱われている静的 SIMS 強度測定の不確かさに対する 2 つの重要な機器の寄与があります。(i) 正イオン相対強度測定の再現性、および (ii) 時間による正イオン相対強度のドリフトです。 .負イオンでは、絶縁体の表面電位の制御は、高い再現性を得るにはまだ十分ではありません。したがって、負イオンはこの国際規格には含まれていませんが、表面電位制御の問題が解決されれば、説明されている概念が負イオンに対して機能する可能性があります。

再現性は、類似したサンプル間の傾向と違いを分析するために重要です。再現性が低いと、サンプルが大きく異なるという誤った結論を下す可能性があります。測定の再現性を制限する機器の問題には、イオン源の安定性、電荷の安定化、検出器の設定、サンプル配置に対する機器の感度、データ取得パラメーター、およびデータ処理手順が含まれます。

この国際規格は、機器の動作が特徴付けられ、操作手順の改善や機器パラメータの再設定などの是正措置が講じられるように、機器の相対強度スケールの再現性と不変性を確認するための簡単な方法について説明しています。 .したがって、この方法は定期的に実施する必要があり、製造業者またはその他の適切な機関によって機器が正しく動作していることを確認した期間がデータに含まれている場合に最も役立ちます。このメソッドは、PTFE と略されるポリ (テトラフルオロエチレン) のサンプルを使用し、電荷安定化を備えた静的 SIMS 分光計に適用できます。

必要なテストには非常に時間がかかり、専門的な知識と機器の両方が必要になるため、この方法では機器の潜在的な欠陥のすべてに対処することはできません。ただし、この方法は、反復性と静的 SIMS 機器の相対強度スケールのドリフトの基本的な共通の問題に対処するように設計されています。

1 スコープ

この国際規格は、一般的な分析目的で、静的二次イオン質量分析計の陽イオン相対強度スケールの再現性と恒常性を確認する方法を規定しています。電荷中和用の電子銃を組み込んだ機器にのみ適用されます。強度/質量応答関数のキャリブレーションを意図したものではありません。その校正は、機器の製造元または別の組織によって行われる場合があります。現在のメソッドは、機器の使用による相対強度の一定性を確認するためのデータを提供します。この恒常性に影響を与える可能性のある機器設定のいくつかについてガイダンスが提供されます。

参考文献

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[8]ISO 7870-1, 管理図 — 1: 一般的なガイドライン
[9]ISO 7873, 警告限界のある算術平均の管理図
[10]ISO 24236, 表面化学分析 - オージェ電子分光法 - 強度スケールの再現性と恒常性

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

ISO 23830 was prepared by Technical Committee ISO/TC 201, Surface chemical analysis, Subcommittee SC 6, Secondary ion mass spectrometry.

Introduction

Static secondary-ion mass spectrometry (SIMS) is used extensively for the surface analysis of complex materials. Static SIMS is most often used for identification of materials at surfaces and for the quantification of mixtures, for example functionalized-surface polymer blends. Quantification is usually achieved through measuring relative peak intensities and by comparing these with appropriate peaks from reference materials. Repeatability is important for these measurements in order to understand if any variations observed are significant. The constancy of relative intensities is important for relating work historically to databases as well as establishing the instrument behaviour. Many static SIMS measurements are for the purpose of identification of an unknown material through the use of pattern matching with spectral libraries. The extent to which this is meaningful depends on the instrument repeatability and stability. There are two important instrumental contributions to the uncertainty of static SIMS intensity measurements that are addressed in this International Standard: (i) the repeatability of positive-ion relative-intensity measurements and (ii) the drift of the positive-ion relative intensities with time. With negative ions, the control of the surface potential for insulators is not yet sufficiently good for high repeatability. Consequently, negative ions are not included in this International Standard, although it is possible that the concept described will work for negative ions if the surface potential control problem is solved.

Repeatability is important for analysing the trends and differences between samples that are similar. Poor repeatability can erroneously give the conclusion that the samples are significantly different. The instrumental issues that limit the measurement repeatability include the stability of the ion source, charge stabilization, the settings of the detector, the sensitivity of the instrument to the sample placement, the data-acquisition parameters and the data-processing procedure.

This International Standard describes a simple method for confirming the repeatability and constancy of the relative-intensity scale of the instrument so that the instrument behaviour is characterized and that any remedial action, such as improving the operating procedure or resetting of the instrument parameters, may be made. This method should, therefore, be conducted at regular intervals and is most useful if the data include a period in which the instrument has been checked to be working correctly by the manufacturer or other appropriate body. This method uses a sample of poly(tetrafluoroethylene), which is abbreviated to PTFE, and is applicable to static SIMS spectrometers with charge stabilization.

This method does not address all of the possible defects of instruments since the required tests would be very time-consuming and need both specialist knowledge and equipment. This method is, however, designed to address the basic common problem of repeatability and of drift of the relative-intensity scales of static SIMS instruments.

1 Scope

This International Standard specifies a method for confirming the repeatability and constancy of the positive-ion relative-intensity scale of static secondary-ion mass spectrometers, for general analytical purposes. It is only applicable to instruments that incorporate an electron gun for charge neutralization. It is not intended to be a calibration of the intensity/mass response function. That calibration may be made by the instrument manufacturer or another organization. The present method provides data to confirm the constancy of relative intensities with instrument usage. Guidance is given on some of the instrument settings that may affect this constancy.

Bibliography

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[2]Stephan, T., Zehnfenning, J., and Benninghoven, A., Journal of Vacuum Science and Technology A, 1994, Vol. 12, p. 405
[3]Gilmore, I.S., and Seah, M.P., Ion Detection Efficiency in SIMS: Energy, Mass and Composition Dependencies for Microchannel Plates used in Mass Spectrometers, International Journal of Mass Spectrometry, 2000, Vol. 202, pp. 217-229
[4]Gilmore, I.S., and Seah, M.P., Electron flood gun damage in the analysis of polymers and organics in time-of-flight SIMS, Applied Surface Science, 2002, Vol. 187, pp. 89-100
[5]Gilmore, I.S., and Seah, M.P., Static SIMS: Surface Charge Stabilization of Insulators for Highly Repeatable Spectra when Using a Quadrupole Mass Spectrometer, Surface and Interface Analysis, 1995, Vol. 23, pp. 191-203
[6]Gilmore, I.S., and Seah, M.P., Static SIMS inter-laboratory study, Surface and Interface Analysis, 2000, Vol. 29, pp. 624-637
[7]Gilmore, I.S., Seah, M.P., and Green, F.M., Static TOF-SIMS — A VAMAS interlaboratory study — 1: Repeatability and reproducibility of spectra, Surface and Interface Analysis, 2005, Vol. 37, pp. 651-672
[8]ISO 7870-1, Control charts — 1: General guidelines
[9]ISO 7873, Control charts for arithmetic average with warning limits
[10]ISO 24236, Surface chemical analysis — Auger electron spectroscopy — Repeatability and constancy of intensity scale