--- type: "WebPage" title: "Labor für TOF-SIMS-Analyse" description: "Ihr Bedarf: die chemische Zusammensetzung der äußersten Oberfläche einer Probe mittels TOF-SIMS-Analyse charakterisieren TOF-SIMS, eine hochmoderne technische Methode Das Sekundärionen-Massenspektrometer mit Flugzeitmessung (ToF-SIMS auf Englisch für Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry), sims analysis auf Englisch, basiert auf der Präzision eines..." resource: "https://filab.fr/de/unsere-technischen-moglichkeiten/labor-fur-tof-sims-analyse/" tags: ["DE", "pll_612760947101d", "Materialien", "Unsere fortschrittlichen Techniken", "Thomas ROUSSEAU"] timestamp: "2026-06-11T06:45:12Z" published: "2026-06-10T13:48:42Z" language: "de" author: "bwa" --- # Labor für TOF-SIMS-Analyse ## Ihr Bedarf: die chemische Zusammensetzung der äußersten Oberfläche einer Probe mittels TOF-SIMS-Analyse charakterisieren ### TOF-SIMS, eine hochmoderne technische Methode Das **Sekundärionen-Massenspektrometer mit Flugzeitmessung** (ToF-SIMS auf Englisch für Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry), [sims analysis](https://filab.fr/de/unsere-technischen-moglichkeiten/labor-fur-tof-sims-analyse.md) auf Englisch, basiert auf der Präzision eines hochmodernen **TOF-Analysators**. Es handelt sich um eine Bildgebungs- und Analysetechnik, mit der hochpräzise elementare und molekulare Informationen über die an der äußersten Oberfläche von Proben im Festkörperzustand vorhandenen Spezies gewonnen werden können. ### SIMS-Analyse und TOF-SIMS-Variante: hohe Auflösung und gleichzeitige Detektion #### TOF-SIMS-Analyse Die**TOF-SIMS-Analyse** wird besonders geschätzt, da sie detaillierte Informationen über die [**elementare chemische Zusammensetzung**](https://filab.fr/de/unsere-leistungen/unsere-analyseleistungen/filab-labor-fur-chemische-analysen/labor-fur-elementaranalysen.md) sowohl an der **Oberfläche**als auch in der **Tiefe**von Materialien (bis zu 1 nm) liefert. Sie ermöglicht nicht nur die Untersuchung der Oberfläche, um **die vorhandenen Elemente und Moleküle zu identifizieren**, sondern auch Tiefenprofile durch schrittweises Abtragen von Schichten zu erstellen, wodurch Zusammensetzungsänderungen auf verschiedenen Ebenen sichtbar werden. Diese Technik zeichnet sich somit durch ihre Fähigkeit aus, die **molekulare Struktur** von Verbindungen zu identifizieren. #### SIMS-Analyse Unverzichtbar für die Oberflächenanalyse, diese doppelte Analysefähigkeit, **räumlich und molekular**, macht die **TOF-SIMS-Analyse** unverzichtbar für die Oberflächenanalyse, die Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen Materialien, das Verständnis des Vorhandenseins von [Korrosion](https://filab.fr/de/unsere-leistungen/unsere-expertendienstleistungen/das-labor-filab-charakterisiert-die-beschaffenheit-einer-ablagerung-oder-einer-verschmutzung/labor-fur-korrosionsanalyse-und-korrosionsexpertise.md), die [Analyse von Beschichtungen](https://filab.fr/de/unsere-leistungen/unsere-analyseleistungen/labor-fur-oberflachenanalyse-und-oberflachencharakterisierung/labor-fur-analyse-und-charakterisierung-von-oberflachenbeschichtungen.md) und viele weitere Anwendungen. ### TOF-SIMS-Analyse Die TOF-SIMS-Analyse ist eine hochentwickelte Technik, die im Rahmen der [Analyse der äußersten Oberfläche](https://filab.fr/de/unsere-leistungen/unsere-analyseleistungen/labor-fur-oberflachenanalyse-und-oberflachencharakterisierung/labor-fur-extremoberflachenanalyse.md) und der Untersuchung der chemischen Zusammensetzung von Materialien eine hohe Empfindlichkeit und molekulare Auflösung bietet. Die TOF-SIMS-Analyse liefert **qualitative und semiquantitative** Informationen über die vorhandenen Elemente und Moleküle. Darüber hinaus ist sie **eine hochauflösende Bildgebungstechnik**, die es ermöglicht, **die Verteilung von Elementen und Molekülen an der Oberfläche einer Probe zu kartieren** und dabei eine hohe räumliche Auflösung zu erreichen. Diese Fähigkeit ermöglicht es dem FILAB-Labor, Oberflächenheterogenitäten und Materialgrenzflächen zu verstehen. ![](https://filab.fr/wp-content/uploads/2025/04/TOF-SIMS-FR-ne-pas-toucher-e1753350145602-1024x783.png) ### SIMS-Analyse und TOF-SIMS-Variante: Hohe Auflösung und gleichzeitige Detektion Dank ihrer hervorragenden Empfindlichkeit (Nachweisgrenze in der Größenordnung von **ppm**) ist die **SIMS-Analyse** (ToF-SIMS) ein hochmodernes technisches Verfahren zur Identifizierung molekularer oder elementarer Spuren an der äußersten Oberfläche. Diese Methode ist ein ideales Werkzeug für das erste Screening: Sie sichert die erste Diagnosestufe ab, bevor bei Bedarf ergänzende, spezifischere Analysen wie **XPS** zur Vertiefung der Quantifizierung durchgeführt werden. ## Unsere Lösungen: die auf Ihre Anforderungen zugeschnittenen TOF-SIMS-Analysetechniken anbieten und schnelle, zuverlässige Ergebnisse liefern ### Unsere SIMS- / TOF-SIMS-Analysedienstleistungen Die Analyse oder Expertise mittels ToF-SIMS der elementaren und molekularen chemischen Zusammensetzung der äußersten Oberfläche einer Probe kann in verschiedenen Kontexten eingesetzt werden: #### Chemische Oberflächencharakterisierung für F&E und Prozessoptimierung Vergleichsstudie zwischen verschiedenen Behandlungen oder Formulierungen Bestimmung des Vernetzungsgrads eines Plasma-Polymers (Bewertung der Oberflächenfunktionalisierung) Machbarkeitsstudie für die Implementierung eines Prozesses oder einer Beschichtung Differenzierung der Siliciumchemie (Si) je nach Oxidationszustand oder durchlaufenen Behandlungen #### Kontaminationsanalyse und Oberflächendiagnostik Identifizierung einer Verschmutzung oder Ablagerung auf der Oberfläche eines Materials (elementare und molekulare Diagnostik) Delamination einer Beschichtung (Analyse der Bruchgrenzfläche) Verfärbung von Farbe (Suche nach Verunreinigungen oder chemischen Veränderungen) Partikelanalyse (lokalisierte chemische Charakterisierung einer Einschluss- oder Ablagerungspartikel) #### Funktionale Überprüfung von Oberflächen Nachweis aller Elemente bis in den ppm-Bereich (Spuren von Verunreinigungen oder Additiven) Überprüfung der Oberflächenfunktion eines Produkts im Zusammenhang mit seinen Haft- oder mechanischen Verankerungseigenschaften Qualitative Analyse, um das Vorhandensein oder Fehlen bestimmter funktioneller chemischer Verbindungen sicherzustellen #### Untersuchungen von Mehrschichtmaterialien und Tiefenprofilierung Mehrschichtanalyse (Zusammensetzung, Dicke, Reihenfolge der Dünnschichten) Profilierung einer organischen Probe mit Argon-Clusterstrahl, wodurch die molekulare Information in der Tiefe erhalten bleibt (bis maximal 3 bis 10 µm) #### Hochauflösende elementare und molekulare Analyse Atomare und molekulare Identifizierung über einen breiten Massenbereich (von 0 bis 10.000 u) Isotopenanalyse zur Unterscheidung von Isotopen desselben Elements oder zum Nachverfolgen spezifischer Markierungen ### Die industriellen Anwendungen der TOF-SIMS-Technik Die **TOF-SIMS-Analysen** werden in verschiedenen Branchen wegen ihrer Fähigkeit eingesetzt, die chemische Zusammensetzung von Oberflächen mit hoher Empfindlichkeit und Auflösung zu charakterisieren. In der [Halbleiterindustrie](https://filab.fr/de/branchen/analyselabor-fur-mikroelektronik.md) ermöglicht diese Technik die **Kontrolle der Reinheit** von Materialien und der Struktur von Bauteilen, was sich direkt auf die Leistung und Zuverlässigkeit elektronischer Komponenten auswirkt. Auch die Medizintechnik profitiert von TOF-SIMS für Oberflächenanalysen, insbesondere an den Oberflächen von****[**Medizinprodukten** und in der biologischen Umgebung.](https://filab.fr/de/unsere-leistungen/unsere-expertendienstleistungen/biokompatibilitatsprufungen-und-tests-im-labor-gemas-iso-10993.md) Im Bereich der Materialforschung ermöglicht TOF-SIMS das Verständnis der Oberflächeneigenschaften neuer [Verbundwerkstoffe](https://filab.fr/de/unsere-leistungen/unsere-analyseleistungen/filab-labor-fur-materialcharakterisierung/laboranalyse-von-verbundwerkstoffen.md) mit gezielt entwickelten Eigenschaften. Im Bereich der [Energie](https://filab.fr/de/branchen/analyselabor-im-energie-und-nuklearsektor.md) ermöglicht diese Technik die Analyse von Materialien für [Batterien](https://filab.fr/de/unsere-leistungen/unsere-expertendienstleistungen/analyse-und-charakterisierung-von-batteriematerialien/analyselabor-fur-die-verwertung-von-batterien.md) und Solarmodule ### Betroffene Materialien und Oberflächen Diese Technik kann auf eine große Vielfalt von Materialien angewendet werden, darunter [Polymere](https://filab.fr/de/unsere-leistungen/unsere-analyseleistungen/filab-labor-fur-materialcharakterisierung/expertise-und-charakterisierung-von-polymeren.md), [metallische Werkstoffe](https://filab.fr/de/unsere-leistungen/unsere-analyseleistungen/filab-labor-fur-materialcharakterisierung/labor-fur-die-werkstoffprufung-von-metallwerkstoffen.md), [Keramiken sowie](https://filab.fr/de/unsere-leistungen/unsere-analyseleistungen/filab-labor-fur-materialcharakterisierung/labor-fur-charakterisierung-und-analyse-von-keramik.md)[Verbundwerkstoffe](https://filab.fr/de/unsere-leistungen/unsere-analyseleistungen/filab-labor-fur-materialcharakterisierung/laboranalyse-von-verbundwerkstoffen.md), [Folien](https://filab.fr/de/unsere-leistungen/unsere-analyseleistungen/labor-fur-materialanalysen-von-polymeren/polymerlabor-fur-die-kunststoffindustrie/analyse-von-polymerfolien-im-labor.md), [Glas und Glasfaser](https://filab.fr/de/branchen/labor-fur-glas-und-glasfaseranalyse.md)[,](https://filab.fr/de/unsere-leistungen/unsere-analyseleistungen/filab-labor-fur-materialcharakterisierung/labor-fur-charakterisierung-und-analyse-von-keramik.md)[ zahnmedizinische Implantate](https://filab.fr/de/unsere-leistungen/unsere-analyseleistungen/labor-fur-metallurgische-analysen-und-expertise/labor-fur-die-analyse-ihrer-chirurgischen-implantate-gemas-astm-f90.md), … ohne dass eine komplexe Probenvorbereitung erforderlich ist. Alle leitfähigen und isolierenden Materialien, die unter Ultrahochvakuum stabil sind, können mit ToF-SIMS analysiert werden: Metalle, Legierungen, Halbleiter, Polymere, [Lacke, Farben](https://filab.fr/de/unsere-leistungen/unsere-analyseleistungen/labor-fur-materialanalysen-von-polymeren/labor-fur-chemische-analysen-und-die-charakterisierung-von-farben-und-lacken.md), Klebstoffe, Additive, Tenside, Keramiken, Glas, Holz, Papier, Textilien, Ultrahochvakuum, Dünnschichten… ### Wie bewertet man die SIMS-Expertise eines Analyselabors? Um die SIMS-Expertise (und ToF-SIMS) eines Labors zu bewerten, prüfen Sie die technologische Leistungsfähigkeit seiner hochmodernen Geräte, die Qualifikation seiner Ingenieure und Doktoren für die Interpretation komplexer Oberflächendaten sowie seine Fähigkeit, eine maßgeschneiderte Begleitung anzubieten, die auf Ihre industriellen Anforderungen zugeschnitten ist. ## FAQ Was sind die Prinzipien der TOF-SIMS-Analyse? Die **Analyse der äußersten Oberfläche mittels TOF-SIMS** umfasst zunächst die Probenvorbereitung, gefolgt von der Einführung in die Vakuumkammer des Spektrometers. Ein Primärionenstrahl beschießt die Oberfläche und setzt Sekundärionen frei, die anschließend über ihre Flugzeit identifiziert werden, wodurch sich die chemische Zusammensetzung der Oberfläche bestimmen lässt.  Ihr Prinzip besteht darin, die zu analysierende Oberfläche mit einer gepulsten Primärionenquelle (Ga+, Bin+, Au+, C60+, …) zu beschießen, um Sekundärionen aus den ersten monatomaren Schichten der Probe zu erzeugen. Diese Ionen, ob positiv oder negativ, werden anschließend fokussiert und in einen Flugzeit-Analysator beschleunigt, in dem ihre Laufzeit von ihrer Masse abhängt. In Kombination mit einer Scannvorrichtung für den Primärionenstrahl erhält man so eine Kartierung der verschiedenen chemischen Elemente und molekularen Spezies an der Probenoberfläche. Wie hoch ist die Nachweisgrenze von TOF-SIMS? TOF-SIMS kann Elemente in extrem niedrigen Konzentrationen nachweisen, je nach Probenmatrix und experimentellen Bedingungen bis hinunter zu einigen Teilen pro Million (ppm). Was sind die Unterschiede zwischen statischer und dynamischer SIMS-Analyse? Bei einer statischen SIMS-Analyse trifft ein gepulster Primärstrahl nur auf die erste Monolage der Probe.  Im Gegensatz zur dynamischen SIMS-Analyse bleibt dabei die molekulare Integrität der Oberfläche erhalten. Die Moleküle werden lediglich desorbiert oder in mehrere Fragmente zerlegt. Die Sekundärionen, bestehend aus Fragmenten der ursprünglichen Moleküle, werden anschließend mit einem Flugzeit-Spektrometer detektiert. Molekülionen mit einer Masse von bis zu 10 000 u können identifiziert werden und liefern so detaillierte Informationen über die Molekülstruktur organischer Verbindungen. Was ist eine SIMS-Analyse? Die **SIMS-Analyse** ist eine Labortechnik, mit der sich die Zusammensetzung eines Materials bestimmen lässt, indem dessen Oberfläche mit Ionen beschossen wird. Dieser Beschuss löst Partikel von der Materialoberfläche, die anschließend analysiert werden, um die chemischen Elemente und ihre Mengen zu identifizieren. Diese Methode ist sehr präzise, aber zerstörend, da sie sehr kleine Mengen nachweisen kann und die Probe beschädigen kann.  Was ist die TOF-SIMS-Analyse? Die **TOF-SIMS** (Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry) ist eine fortschrittliche Form der SIMS-Analyse. Sie verwendet einen **Flugzeit-Analysator**, der die Masse der Sekundärionen anhand ihrer Laufzeit misst. Diese Technik bietet eine **sehr hohe Massenauflösung**, ermöglicht den gleichzeitigen Nachweis einer großen Anzahl chemischer Spezies und eignet sich besonders für **qualitative Analysen, Kartierungen** oder auch **Tiefenprofilanalysen** an komplexen Materialien (Mehrschichtsysteme, organische Materialien, Verunreinigungen …). Was ist der SIM-Modus in der Massenspektrometrie? Der **SIM-Modus** (Selected Ion Monitoring) in der Massenspektrometrie besteht darin, nur eine begrenzte Anzahl vordefinierter Ionen zu **verfolgen**, statt das gesamte Massenspektrum zu analysieren. Dieser Modus ermöglicht es, die **Empfindlichkeit** und die **Spezifität** der Analyse für bestimmte Zielverbindungen zu erhöhen. Er ist besonders nützlich, wenn bekannte Substanzen selbst in sehr niedrigen Konzentrationen nachgewiesen oder quantifiziert werden sollen. Warum eine TOF-SIMS-Analyse in einem industriellen Kontext durchführen? Die TOF-SIMS-Analyse ermöglicht es, Spuren von Verunreinigungen zu identifizieren, dünne Schichten zu charakterisieren oder die chemische Homogenität kritischer Oberflächen zu untersuchen. Sie ist besonders nützlich in Bereichen, in denen die Oberflächenqualität die Produktleistung direkt beeinflusst: Mikroelektronik, Biomaterialien, technische Beschichtungen usw. In welchen Fällen kann eine Oberflächenkontamination problematisch sein? Eine Verunreinigung kann selbst in Spuren die Haftung einer Beschichtung beeinträchtigen, vorzeitige Korrosion verursachen, eine chemische Reaktion stören oder Fertigungsfehler hervorrufen. Die TOF-SIMS-Analyse ermöglicht es, diese Kontaminanten präzise zu lokalisieren und zu identifizieren. Kann die TOF-SIMS-Analyse für eine Fehleranalyse verwendet werden? Ja, TOF-SIMS ist ein zentrales Werkzeug bei Untersuchungen von Nichtkonformitäten. Sie ermöglicht die Analyse sehr lokal begrenzter Bereiche wie Risse, Blasen, Delaminationen oder fehlerhafte Grenzflächen, um deren chemische Ursache zu verstehen. Mein Material besteht aus mehreren sehr dünnen Schichten: Ist TOF-SIMS geeignet? Ganz genau. Die TOF-SIMS-Analyse ermöglicht ein **Tiefenprofil** (depth profiling) mit nanometrischer Auflösung, ideal zur Charakterisierung von Dicke, Zusammensetzung und Schichtreihenfolge in Mehrschichtsystemen. Welche minimale Fläche kann analysiert werden? TOF-SIMS kann extrem kleine Bereiche analysieren, bis hin zu wenigen Quadratmikrometern, was sie zu einer idealen Methode für lokale Untersuchungen oder die Analyse spezifischer Defekte macht. Kann man organische Materialien mit TOF-SIMS analysieren? Ja. Im Gegensatz zu anderen Techniken kann die statische TOF-SIMS organische Molekülfragmente erhalten, wodurch die Identifizierung von Polymeren, Schmierstoffen, Additiven, biologischen Rückständen oder anderen organischen Verbindungen möglich wird. Was ist der Unterschied zwischen einer SIMS-Analyse und einer TOF-SIMS-Analyse? Die SIMS-Analyse umfasst verschiedene Techniken der Sekundärionen-Massenspektrometrie. Die **TOF-SIMS (Time-of-Flight SIMS)** verwendet einen Flugzeit-Analysator, der eine **hohe Massenauflösung** und den **gleichzeitigen Nachweis aller Sekundärionen** ermöglicht, ideal für sehr detaillierte qualitative Analysen und Kartierungen. In welcher Phase der Produkt- oder Prozessentwicklung sollte TOF-SIMS eingesetzt werden?  TOF-SIMS kann in verschiedenen Phasen eingesetzt werden: – In der **F&E**, zur Charakterisierung neuer Materialien oder zur Validierung eines Beschichtungsverfahrens; – In der **Produktionsphase**, zur Kontrolle der Oberflächenkonformität; – In der **Post-Mortem-Analyse**, zur Untersuchung eines Ausfalls oder eines Qualitätsmangels. ********