这个奎托斯氩气体团簇离子源（GCIS）是Ar中无机材料深度剖面的理想选择亚博网站下载+单体模式和有机材料亚博网站下载N+集群模式，根据用户确定的操作参数和要分析的材料类型。
在Ar中，离子可以加速到最大20 keVN+离子簇模式，可尝试对最广泛的聚合物材料进行成功的溅射深度分析。然而，Ar亚博网站下载N+团簇深度剖面能够为无机材料提供非常低的溅射产率。为了保持从这类材料生成深度剖面的能力，该离子源也可以在更传统的Ar单体（Ar）中操作亚博网站下载+)模式。
近年来在有机材料深度剖面研究方面的进展主要是基于大氩气溅射技术亚博网站下载N+由数百甚至数千个氩原子组成的离子簇。
与单原子离子相比，大团簇离子不会深入材料，模型显示撞击能量沉积在表面的前几纳米内。由于能量由团簇中的所有原子共享，每个射弹原子的能量或分配能量可低至几个电子伏，因此团簇离子仅从近表面区域溅射材料，使亚表层保持不变。
硬件
Ar GCIS可安装在DN64（外径4.5英寸）法兰上，其工作距离适用于AXIS Supra和AXIS Nova光电子光谱仪。GCIS由两个专用涡轮分子泵进行差分泵送，由一个无油涡旋泵支撑，并由样品入口室提供额外泵送。
在离子束柱中加入一个二度弯曲，以消除离子束中的高能中性粒子，因为这些粒子进入样品的深度更大，在深度剖面过程中会大大降低界面分辨率。yabo214阀门、气体压力和操作参数都通过采集软件进行控制。
Ar气体簇运行模式
当气体通过德拉瓦尔喷嘴从高压膨胀到源区的真空时，大的Ar团簇通过气体的等熵绝热冷却而形成。Ar团簇被电子碰撞电离，并沿离子柱向下加速。使用Wien速度滤波器来缩小簇大小的采样范围。离子被加速到最大20 keV（Ar+集群模式）或5千电子伏（Ar+（单体）使用一系列透镜，以便聚焦和四极扫描板以光栅化样品表面上的离子点。
通过在维恩滤波器上设置适当的电场来确定聚类的中值大小。使用的簇大小可以与Ar不同500+到Ar2000+因此，每个Ar原子的分配能量可以从2.5 eV（例如2.5 keV/1000团簇等）到40 eV不等。
Ar单原子工作模式
离子源也可以在更传统的单原子氩中工作+模式，更适合于无机样品的深度剖面。研究表明，当使用Ar团簇时，此类样品的溅射产率非常低，因此能够使用Ar溅射是至关重要的+离子。切换到Ar单体模式只需在采集软件中选择合适的表格条目。
单原子操作模式
GCIS还设计用于与单体He一起运行+用于离子散射光谱（ISS）实验。离子散射光谱仪是光谱仪的可选操作模式。在此模式下，离子源在极低的离子束电流下工作，以保持在静态极限以下。
软件
全面控制的Ar GCIS是方便的收购软件。操作参数存储在一个表中，在使用源文件之前，可以使用该表重新建立优化的条件。在使用过程中，可以根据源的工作参数监控GCIS的状态。这些参数也可以存储到日志文件中;能够对GCIS的运行条件进行扩展监控。
通过采集软件的真空控制部分的自动序列，可以很容易地实现GCIS运行所需的气体流量控制。气体处理系统的全自动化意味着GCIS可以远程操作，或无人值守。单独的阀门、泵和仪表的控制也可以采用真空模拟图和“安全手动”模式。
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应用程序
最大的灵活性
发表的研究1.已经证明不同类型的聚合物有不同的溅射产率，取决于不同的簇大小和能量。为了在可有效剖面的材料范围内获得最高的灵活性，可以特别定义离子源参数，包括初级束流能量和簇大小，以优化分析样品亚博网站下载的溅射产率。
使用GCIS Ar获得的数据N+[图1]说明了聚乳酸羟基乙酸(PLGA)的溅射产率非常依赖于一次束能量。此外，很明显，产生能量为20kev的离子的能力使PLGA的离子产率更高。
图1。硅衬底上60nm薄膜PLGA聚合物上Ar1000+在一次束能量范围内的溅射产额
有机/有机多层深度剖面（Ar）500+)
下面的例子是通过有机/有机多层样品的溅射深度剖面，其中10层交替含有高氮浓度的聚酯和低氮浓度的甲基丙烯酸甲酯，其中每一层聚合物表面厚度为100纳米。示例如图2中的示意图所示。
图2。聚合物/聚合物多层膜和每一层的代表性光谱
从110µm分析区域获得数据，该区域以1.5 x 1.5 mm为中心2.溅射坑。GCIS以集群模式应用，Ar500+加速到5kev，每个原子提供10ev的分配能量。浓度深度剖面如图3所示，碳的化学状态与溅射深度相对应。很明显，在使用的离子源参数下，这两种聚合物的溅射产率相似，提供了18.5 nm/min的平均刻蚀速率。
此外，在剖面中还保持了出色的界面分辨率，聚合物层9和10之间的界面分辨率为15 nm。图4显示了溅射循环对C 1s, O 1s和N 1s的窄区域扫描。这表明两种聚合物的化学性质在整个深度剖面中都保持不变。
图3。聚合物/聚合物多层膜的c1s化学态深度分布
图4。作为溅射周期的函数，对C 1s、O 1s和N 1s区域进行高分辨率窄区域扫描。“引入”表面位于图的底部，随着蚀刻时间的增加，垂直于每个图顶部的大块非晶碳基板。