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Filab, laboratoire d’analyses et d’expertises
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Laboratoire d’analyses ToF-SIMS
Analyse d’extrême surface : de quoi parle-t-on ?
La Spectrométrie de Masse d’Ions Secondaires à temps de vol (ToF-SIMS en anglais pour Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry) est une technique d’imagerie et d’analyse permettant d’obtenir des informations élémentaires et moléculaires sur les espèces présentes en extrême surface d’échantillons à l’état solide. Elle fournit des informations sur la composition chimique, la distribution spatiale des éléments et les liaisons chimiques de l’échantillon.
Son principe consiste à bombarder via une source pulsée d’ions primaires (Ga+, Bin+, Au+, C60+, …) la surface à analyser afin de produire des ions secondaires depuis les premières couches monoatomiques de l’échantillon. Ces derniers ions, qu’ils soient positifs ou négatifs, sont ensuite focalisés et accélérés dans un analyseur à temps de vol au sein duquel leurs temps de parcours est fonction de leurs masses. En couplant à un dispositif de balayage du faisceau d’ions primaires, on obtient ainsi une cartographie des différents éléments chimiques et espèces moléculaires en surface de l’échantillon.
Le ToF-SIMS constitue donc une technique d’analyse de surface à très haute sensibilité permettant d’obtenir des limites de détection d’éléments ou de molécules de l’ordre du ppm.
Le ToF-SIMS constitue donc une technique d’analyse de surface à très haute sensibilité permettant d’obtenir des limites de détection d’éléments ou de molécules de l’ordre du ppm.
Spectres de masse : acquisition du spectre de masse jusqu’à une profondeur < 1 nm. Les ions secondaires, positifs et négatifs, sont pour la plupart mono-chargés (z = ±1), les multi-chargés n’apparaissent que dans les spectres des échantillons monoatomiques (ex : aluminium). Avec ce mode d’application , les spectres sont calibrés en masse et analysés qualitativement sur la base des éléments atomiques et de leurs combinaisons moléculaires.
Images ioniques : Cartographie d’éléments individuels et de composés moléculaires avec une résolution submicronique.
Le faisceau d’ions primaires est réduit à un point de petit diamètre et balaye la surface à imager. Les optiques d’extraction secondaire et d’analyse de masse sont fixes. L’image est reconstruite en synchronisant le signal secondaire avec le balayage du faisceau primaire. La résolution latérale des images dépend de la taille du micro-faisceau (de 100 nm à 3 µm de diamètre selon les conditions d’analyse).
Profils de profondeur : Acquisition d’un spectre de masse à différentes profondeurs jusqu’à 20 µm. Ils sont obtenus par alternance de séquences d’analyse et d’abrasion. Le taux d’abrasion varie en fonction de la densité et de la nature chimique des couches abrasées ; elle doit être mesurée pour chaque milieu traversé.
Vos besoins : caractériser la composition chimique d’extrême surface d’un échantillon par des analyses ToF-SIMS
L’analyse ou l’expertise par ToF-SIMS de la composition chimique élémentaire et moléculaire d’extrême surface d’un échantillon peut être mise en œuvre dans différents contextes :
Expertise par ToF-SIMS dans le cadre d’un projet de R&D associé par exemple à l’optimisation d’un assemblage par collage (caractérisation des fonctions chimiques de surface)
Identification d’un dépôt ou d’une pollution observée en surface d’un matériau (diagnostic élémentaire et moléculaire)
Vérification de la fonctionnalisation de surface d’un produit lui permettant d’améliorer ses performances en termes d’adhérence, d’accroche mécanique, …
Ces analyses d’extrême surface vous permettent donc de vous assurer de la conformité de vos produits et de répondre à vos problématiques industrielles de défaillances et d’identification de pollutions. Tous les matériaux compatibles avec l’ultra-vide (10-10 mbar) peuvent être analysés par ToF-SIMS : métaux, alliages, semi-conducteurs, polymères, vernis, peintures, adhésifs, additifs, tensioactifs, céramiques, verre, bois, papier, textiles, ultra-vide, dépôts minces …
Nos solutions : proposer les techniques d’analyses TOF-SIMS spécifiques à vos demandes et fournir des résultats rapides et fiables
FILAB est un laboratoire interdisciplinaire proposant des services d’analyses et d’expertises, dont certains sont sous accréditation COFRAC ISO 17025 :
Identification élémentaire ou moléculaire par ToF-SIMS
Expertise de défaillances (vieillissement d’un produit, décollement mécanique, problématique d’adhérence, …)
Analyses par spectrométrie de masse d’ions secondaires SIMS
Mise au point et optimisation de la fonctionnalité de surface d’un matériau dans un cadre de R&D
Pour répondre à ces besoins d’analyses par TOF-SIMS, le laboratoire FILAB dispose d’une expertise multisectorielle ainsi que d’un parc analytique à la pointe de la technologie, permettant de répondre avec une forte réactivité et fiabilité aux différentes demandes de clients industriels.
Les + FILAB
Une équipe hautement qualifiée
Une réactivité de réponse et de traitement des demandes
Un laboratoire accrédité COFRAC ISO 17025
(Portées disponibles sur www.cofrac.com - N° accréditation : 1-1793)
Un parc analytique complet de 2100m²
Un accompagnement sur-mesure
Thomas ROUSSEAU
Directeur Scientifique et Technique
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