Construction of a multilayer polymer system for evaluation of the depth profiling procedure by secondary ion mass spectrometry

Przedmiotem niniejszej pracy jest konstrukcja i charakterystyka układu referencyjnego służącegodo testowania procedury dynamicznej spektrometrii mas jonów wtórnych (TOF-SIMS).Problem badawczy dotyczył opracowania metodyki przygotowania próbek wielowarstwowychoraz weryfikacji ich przydatności do ewaluacji profilowania głębokościowego. Głównym celempracy było przygotowanie układów polimerowych o dobrze zdefiniowanej strukturze orazewaluacja skuteczności techniki TOF-SIMS w ich analizie.W badaniach zastosowano metodę spin coating do nanoszenia cienkich warstw polimerów,spektrometrię mas jonów wtórnych (TOF-SIMS) do profilowania głębokościowego oraz mikroskopięsił atomowych (AFM) do oceny topografii powierzchni po bombardowaniu jonami.Wyniki pokazują, że przygotowane próbki charakteryzują się powtarzalną i wyraźną budowąwarstw, a uzyskane profile głębokościowe pozwalają na jednoznaczne rozróżnienie poszczególnychpolimerów. Analiza AFM potwierdza brak istotnej redepozycji materiału mogącejzakłócać interpretację wyników. Otrzymane układy mogą pełnić rolę zestawów referencyjnychw badaniach metodą TOF-SIMS, co potwierdza zasadność obranej metodyki.

This thesis focuses on the design and characteristics of a reference system used to test thedynamic secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS) procedure. The research problemconcerned developing a methodology for preparing multilayer samples and verifying theirsuitability for depth profiling evaluation. The work aimed to prepare polymer systems witha well-defined structure and evaluate the effectiveness of TOF-SIMS in analysing them.The research employed the spin coating method to apply thin polymer layers and used secondaryion mass spectrometry (TOF-SIMS) for depth profiling and atomic force microscopy(AFM) to evaluate surface topography following ion bombardment. The results demonstratethat the prepared samples exhibit a consistent and distinct layered structure, and the obtaineddepth profiles enable the unambiguous differentiation of individual polymers. AFManalysis confirmed the absence of significant material redeposition that could have interferedwith the interpretation of the results. The resulting systems can be used as reference sets inTOF-SIMS studies, confirming the validity of the chosen methodology.