离子与原子探针测试技术发展现状及应用趋势OA
Current Status and Prospect of Ion and Atom Probe
阐述了二次离子质谱(SIMS)与原子探针层析(APT)的工作原理及仪器研制现状,分析了二者在金属、半导体、生物、地质等领域的应用:SIMS可实现痕量组分表征与界面偏聚分析,在半导体杂质检测、失效分析、地质定年与示踪及生物分子成像等方面发挥核心作用;APT能完成材料成分与空间分布的原子级解析,为金属强化机制、半导体掺杂分布、生物矿化及纳米地球化学等研究提供关键支撑.总结了相关标准的制定情况,展望了未来发展趋势,包括仪器向更高灵敏度与分辨率突破、探索新型离子源及原位分析技术,与人工智能融合实现智能化数据处理,以及持续完善标准体系.这些技术将进一步推动先进材料、生命科学、地球科学等前沿领域的发展.
The working principles and current instrument development status of Secondary Ion Mass Spectrometry(SIMS)and Atom Probe Tomography(APT)are elucidated,analyzing their applications across metals,semiconductors,biology,and geology.SIMS enables trace element characterization and interfacial segregation analysis,playing a pivotal role in semiconductor impurity detection,failure analysis,geological dating,and biomolecular imaging.APT enables atomic-level resolution of material composition and spatial distribution,providing critical support for studies on metal strengthening mechanisms,semiconductor doping distribution,biomineralization,and nano-geochemistry.The development of relevant standards and outlines future trends are summarized,including breakthroughs in instrument sensitivity and resolution,exploration of novel ion sources and in-situ analysis techniques,integration with artificial intelligence for data processing,and continuous refinement of the standards system.These techniques will further advance frontier fields such as advanced materials,life sciences,and earth sciences.
离子与原子探针专业委员会;张磊;翁禄涛;汪福意;赵丽霞;陈建;丁孙安;胡蓉;李海洋;李慧;李秋立;李献华;李展平
中国计量测试学会 离子与原子探针专业委员会,北京 100029中国科学院金属研究所香港科技大学(广州)中国科学院化学研究所天津工业大学中山大学南京大学集成电路学院南京工业大学中国科学院大连化学物理研究所上海大学中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院地质与地球物理研究所清华大学分析中心
通用工业技术
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《计量学报》 2026 (5)
633-645,13
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