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前言
飞行时间二次离子质谱法(TOF-SIMS)是一种具有高表面灵敏度的质谱技术,可以获得表面、浅层、界面处的元素和分子的二维和三维信息,适用于半导体、高分子、生物、储能、金属、矿物等多种材料类型。
IONTOF公司的TOF-SIMS系统中配置的SurfaceLab 7软件在样品测试和数据处理上有着极高的灵活性和强大的功能。目前最新的软件系统已更新至SL 7.5版本。
为了方便大家更好地使用SurfaceLab软件,本系列将会和大家分享一些数据处理的实用工具、功能以及技巧。
SurfaceLab软件的数据分析有三个程序模块:Spectra program、Profile program以及Image program。Spectra program主要用于质谱数据的采集、显示和处理。Profile program主要用于深度曲线数据的采集、显示和处理。Image program主要用于离子成像数据的采集、显示和处理。
在TOF-SIMS的数据分析过程中,最开始就要先建立一个集合了我们感兴趣的特征离子的mass interval list。这个在Spectra program中实现,且配置了很多实用的功能。本文主要针对mass interval list的使用和功能进行讲解。
1.
列表显示类目
在list标题栏上右击可以调整离子显示的类目。

2.
添加 list
可以通过左侧工具栏上的+按钮,新建list。
3.
自动调整 peak 范围
可以通过左侧工具栏上的按钮,一键自动调整所有peak的最适配范围。

4.
重新编号
根据类目(如m/z)对于list进行重新排列后,可按新的顺序一键重新编号。可以通过左侧工具栏上的按钮来实现。

5.
离子峰之间的加/乘/除
可以在list上选择需要执行的离子峰后右击,在右键菜单中进行操作。得到的计算结果会自动添加到 list下方,并同时反映在profile和image两个程序中。

6.
添加背景
可以通过右击目标离子,在右键菜单中选择Add Background,或在左侧工具栏上点击下列图标。

则会添加该离子的背景峰,默认为左侧临近的一段,且背景峰的位置可以调整。

7.
list 之间的操作
可以实现peak list的交集、并集、差集、补集等操作。可以通过菜单栏上“Peak List”菜单下的“Mathematics...”,或峰列表区域左侧工具图标来打开窗口。

对话框如下图显示:

配合了示意图方便大家理解操作类型。
选择需要进行处理的peak list,并选择相应的处理模式,点击Apply进行处理。处理后会生成一个新的peak list。
8.
数据统计 Statistics
该功能可以对数据依据当前的峰列表进行简单的统计分析,其中较为重要的就是峰列表中每个离子对应的峰面积以及针对峰面积得出的标准差等统计数据。
Statistics的操作方法:
① 激活某一个含有目标离子峰列表的数据,点击该峰列表标签,使其显示。
② 在数据列表中选择所有想要进行统计分析的数据。
③ 在菜单栏中“Peak List”菜单下选择“Statistics...”,或峰列表右键菜单中选择Tools扩展菜单中的“Statistics...”。
统计结果如下图显示。

④ 在上方工具栏里选择相应的工具对数据进行处理,如归一化。

⑤ 处理完成后,可以保存至txt格式,也可以直接复制数据至如excel文件。
该功能可以用于差异批次或NG/OK的数据对比,在寻找差异成分或污染成分时,通过比较上述统计分析中的峰面积是比较可信的。
此类分析中需要注意:
①一个样品尽量多个点位采集取平均,或多个点位同时对比,即OK-1/2/3/4 VS NG-1/2/3/4。
②峰面积要进行归一化处理,去除测试或样品环境的干扰,归一化处理可以选择某个基底成分或总离子数。
9.
子集
该功能是在一个峰列表(peak list)或者质量列表(mass interval list)下建立不同的子集,方便对数据进行分类处理。该子集也会同步在image program右侧离子图像预览区域。
建立新子集的方法为:
左键点击工具栏上Intervals(通常显示All Intervals)标签,弹出的下拉菜单中选择“Create New Subset”,如下图所示。

点击后弹出的对话框中,定义新子集的名称和颜色,点击OK即可,如下图所示。子集可以创建多个。

创建好新的子集后,需要向里面添加相应的离子。在Intervals里选择相应的子集,然后直接在peak list里面勾选对应的离子即可,如下图。


如果需要对某个子集进行编辑或者删除,在Intervals里选择该子集,然后名称处右击进行相应的选项即可,如下图所示。

子集属性也可以通过添加/替换列表,或Copy Dataview Properties,复制到别的数据下。
此功能可以方便我们在同一个峰列表或质量数列表下进行分类离子的分析。

小结:
SurfaceLab 7软件在样品测试和数据处理上有着极高的灵活性和强大的功能,本系列还会接着与大家分享其他数据处理的技巧,如果对内容有不同的见解或疑问的,欢迎留言咨询。


后面还会跟大家继续分享相关技术信息,如果大家有感兴趣的内容也可以关注公众号留言。
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