이차이온질량분석기는 고속으로 가속된 일차이온을 고체 시료 표면에 충돌시켜, 이차이온을 발생시킨 후 질량분석 장치를 통해 분석하는 장치이다. 시료에 충돌하는 일차이온빔의 크기를 마이크론 단위까지 줄여 미세영역에 대한 분석이 가능하므로 이온현미분석기라고도 불린다. 이차이온질량분석기의 정밀도와 정확도는 고전적인 질량분석기에 비해 떨어진다. 하지만, 극소량의 시료로 분석이 가능하며, 화학적 전처리 과정 없이 연마편을 이용하여 매우 좁은 영역에서 동위원소의 분포를 연구할 수 있다는 장점이 있다. 지구화학/우주화학 분야에서 이차이온질량분석기의 활용은 최근 급속히 증가하고 있으며, 주로 (1) 수소, 탄소, 산소, 황 등의 안정동위원소 연구, (2) 함 우라늄/토륨 광물의 절대연령측정, (3) 광물 내 미량원소의 분포 연구, (4) 선태양계 광물 발견 및 이들의 동위원소 연구 등에 사용되고 있다.
이차이온질량분석기는 고속으로 가속된 일차이온을 고체 시료 표면에 충돌시켜, 이차이온을 발생시킨 후 질량분석 장치를 통해 분석하는 장치이다. 시료에 충돌하는 일차이온빔의 크기를 마이크론 단위까지 줄여 미세영역에 대한 분석이 가능하므로 이온현미분석기라고도 불린다. 이차이온질량분석기의 정밀도와 정확도는 고전적인 질량분석기에 비해 떨어진다. 하지만, 극소량의 시료로 분석이 가능하며, 화학적 전처리 과정 없이 연마편을 이용하여 매우 좁은 영역에서 동위원소의 분포를 연구할 수 있다는 장점이 있다. 지구화학/우주화학 분야에서 이차이온질량분석기의 활용은 최근 급속히 증가하고 있으며, 주로 (1) 수소, 탄소, 산소, 황 등의 안정동위원소 연구, (2) 함 우라늄/토륨 광물의 절대연령측정, (3) 광물 내 미량원소의 분포 연구, (4) 선태양계 광물 발견 및 이들의 동위원소 연구 등에 사용되고 있다.
Secondary ion mass spectrometry (SIMS) uses focused high-speed primary ions to produce secondary ions from sample surface that are analyzed through a mass filter. SIMS is often called as ion microprobe, since it offers a micrometer-scale spatial resolution. Although the precision and accuracy of SIM...
Secondary ion mass spectrometry (SIMS) uses focused high-speed primary ions to produce secondary ions from sample surface that are analyzed through a mass filter. SIMS is often called as ion microprobe, since it offers a micrometer-scale spatial resolution. Although the precision and accuracy of SIMS are not as good as many conventional mass spectrometers, it has several advantages such as small sample-size requirement, high spatial resolution and capability of in-situ analysis. In the field of geochemistry/cosmochemistry, SIMS is widely used for (1) stable isotope geochemistry of H, C, O, S, etc., (2) geochronology of U/Th-bearing minerals, (3) lateral distribution of trace elements in a mineral, and (4) discovery of presolar grains and investigation of their isotopic compositions.
Secondary ion mass spectrometry (SIMS) uses focused high-speed primary ions to produce secondary ions from sample surface that are analyzed through a mass filter. SIMS is often called as ion microprobe, since it offers a micrometer-scale spatial resolution. Although the precision and accuracy of SIMS are not as good as many conventional mass spectrometers, it has several advantages such as small sample-size requirement, high spatial resolution and capability of in-situ analysis. In the field of geochemistry/cosmochemistry, SIMS is widely used for (1) stable isotope geochemistry of H, C, O, S, etc., (2) geochronology of U/Th-bearing minerals, (3) lateral distribution of trace elements in a mineral, and (4) discovery of presolar grains and investigation of their isotopic compositions.
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문제 정의
이 논문의 목적은 이차이온질량분석기의 기본 원리를 간단히 살펴보고, 현재 활발히 연구되고 있는 대표 적인 지질학적 응용 사례를 소개하는데 있다. 따라서, 기기에 대한 자세한 설명이나 각 응용 분야에 대한 구 체적인 이론적인 배경 등에 대한 설명은 생략하거나 가능한 한 간단히 기술하였다.
제안 방법
간섭 효과를 최소화하기 위해서는 높은 질량 분해능을 적용하고, 에너지 차에 의해 분자이온을 걸러내는 이중초점방식을 채택한다. 검 출기에서 측정된 이온들의 세기를 농도로 환산하기 위해서는 표준시료를 사용하여 각 원소간의 이온화 효율 에 대한 실험식을 구하는 방법을 사용한다. 예를 들어 주성분원소와 미량원소 사이의 이온화 효율에 대한 실험식을 표준시료를 이용하여 구하고, 시료의 주성분원 소 함량을 전자현미분석기 등을 통해 측정한다면, 측정된 이온들의 세기를 농도로 환산할 수 있다(Zinner and Crozaz, 1986; Hinton, 1990).
대상 데이터
Schematic diagram of Sensitive High Mass Resolution Ion Microprobe (SHRIMP). Main application of the instrument is m-situ U-Th/Pb age dating of zircon and monazite.
성능/효과
4). 따라서, 생성된 이차이온이 검출기까지 도달하는 비율, 즉, 운반 효율(transmission efficiency)은 질량 분해능을 크게 할수록 떨어진다. 또한, 같은 질량분해능에서는 규모가 큰 질량분석기일수 록 운반효율이 좋으므로, 미량원소를 분석하는데 유리하다.
따라서, 생성된 이차이온이 검출기까지 도달하는 비율, 즉, 운반 효율(transmission efficiency)은 질량 분해능을 크게 할수록 떨어진다. 또한, 같은 질량분해능에서는 규모가 큰 질량분석기일수 록 운반효율이 좋으므로, 미량원소를 분석하는데 유리하다.
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