二次离子质谱（SIMS）和溅射中性粒子质谱（SNMS）是表面分析科学和材料科学中广泛应用的分析技术。使用离子溅射固体表面能够引起光子、电子、中性粒子和二次离子的发射。SIMS技术探测溅射产生二次离子，SNMS技术探测溅射产生中性粒子。由于二次离子的产率和基体相关，SIMS技术具有显著的基体效应，需要标准样品进行分析校正。中性粒子是溅射产物的主要组成部分，SNMS将中性粒子后离子化进行质谱分析，定量更加可靠。IMS1280型SIMS通常使用O₂^-分析金属元素，使用Cs⁺分析非金属元素，很难同时对金属元素和非金属元素进行分析。

中国科学院地质与地球物理研究所工程师唐国强等人在以上背景下，发明了一种使用二次离子质谱仪同时分析非金属元素和金属元素的系统和方法，并于近日获得国家发明专利授权（发明名称：使用二次离子质谱仪同时分析非金属元素和金属元素的系统和方法；发明人：唐国强，赵洪；专利号：ZL 2013 1 0654614.7）。

该发明使用SIMS分析二次离子，用SNMS对中性粒子分析，可以在线获得样品中更多的信息，保留了微区分析的特点，没有基体效应。其特点有：分隔的真空腔体有利于溅射中性粒子的收集和离子化；中性粒子的离子化可以使用电子轰击、热电离、激光共振等成熟的离子化技术；质量分析器可以使用小型的四极杆或者飞行时间质量分析器，基于电场的独立小型质量分析器有利于减小仪器体积和缩短分析时间。

该发明将SIMS和SNMS两种技术结合起来应用在IMS1280型SIMS上，能够同时分析样品中的金属元素和非金属元素，具有很大的进步意义。

图1：2.一次离子；7.样品；8.真空腔；9.二次离子；21.中性粒子；22.中性粒子；23.泵；24.小型质量分析器；25.离子；26.真空腔；27.接口；28.接口；29.接口。