Imagerie de sections transversales par TOF-SIMS

NOTE D'APPLICATION

DISCUSSION

Spectrométrie de masse à ions secondaires à temps de vol (TOF-SIMS) fournit des informations moléculaires à haute résolution spatiale, ce qui les rend bien adaptées à l’imagerie de la distribution de molécules organiques individuelles. Cependant, la plupart des applications sont limitées aux ions de faible poids moléculaire. Malheureusement, de nombreux composés n'ont pas de pics caractéristiques dans la plage de faible masse. Dans la plage de faible masse, le pic principal de PEG (polyéthylène glycol) apparaît à m / z 45, mais cet ion peut également provenir de tout composé contenant le groupe C2H5Groupe O +. Dans cette recherche, le PEG retenu dans le section transversale de papier imprimé à l'encre a été étudié. La distribution du PEG dans la section transversale de deux types de papier différents a été examinée par imagerie des ions de poids moléculaire élevé, qui sont des pics caractéristiques du PEG.

SIMS les spectres et les images ont été obtenus en utilisant un 69Ga+ la source d’ions fonctionnait à la fois sur 15kV et 25kV. La compensation de charge a été réalisée avec un faisceau d'électrons de basse énergie. La surface et la section transversale du papier non imprimé et imprimé ont été analysées. Des spectres à haute résolution de masse et à haute résolution spatiale ont été obtenus.

Les spectres dans la gamme de masse m / z 400-600 obtenus à partir des sections transversales, à la fois de papier lisse non imprimé et de papier lisse imprimé, sont comparés à la figure 1. Trois séries de pics avec un intervalle de 44Da (appelées «*», «o» et «+» dans les spectres) sont observées dans la plage de masse supérieure à m / z 400 dans les spectres du papier imprimé uniquement. Basé sur la masse unitaire de répétition unique de 44Da ([CH2CH2O-]n), on peut conclure sans ambiguïté que ces pics correspondent au PEG. De même, des pics de PEG ont également été détectés sur la section transversale du papier brouillon imprimé. Cela suggère que le PEG est un composant de l'encre et que le PEG dans l'encre pénètre la surface et migre vers l'intérieur du papier imprimé.

Figure 1 Spectres obtenus à partir des sections de papier lisse, non imprimées ou imprimées.

Figure 1 Les spectres obtenus à partir des coupes transversales de papier lisse, non imprimées ou imprimées

Pour examiner la distribution du PEG dans la section transversale du papier imprimé, un groupe de pics caractéristiques du PEG situés dans la plage des masses élevées (m / z 443, 457, 473, 487, 501, 517 et 531) a été imagé. Les images obtenues à partir des coupes transversales du papier lisse et du papier rugueux sont comparées aux figures 2A et 2B. Le résultat montre que le PEG est enrichi dans la moitié supérieure du papier rugueux, alors qu'il est distribué de manière plus homogène dans le papier lisse. Les surfaces du papier non imprimé et du papier imprimé ont également été examinées. De nouveau, les pics de PEG ont été observés uniquement à la surface du papier imprimé. Ce travail démontre la capacité de TOF-SIMS à déterminer la distribution spatiale de polymères organiques dans des échantillons isolants.

Figure 2A Images en coupe de papier lisse imprimé

Figure 2A Images en coupe de papier lisse imprimé

Figure 2B Images en coupe de papier brouillon imprimé

Figure 2B Images en coupe de papier brouillon imprimé

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