TOF-SIMS（飞行时间二次离子质谱）是一种极高分辨率的测量技术，它通过用初级离子激发样品表面，撞击极少量的二次离子，并根据二次离子的质量测量二次离子飞到检测器所需的时间来测量离子的质量。
TOF-SIMS具有极高的分辨率，可以提供表面、薄膜、界面甚至三维样品的元素、分子等结构信息，其特点是二次离子来自分子层表面的单个原子层，只带出表面的化学信息，具有分析面积小的特点， 分析深度浅，不会破坏样品。
TOF-SIMS主要成分信息：元素（H-U）、同位素、解析键等。
适用材料：有机和无机材料。
信息深度：1-2nm
剖面层深度：纳米微米。
成分检测限：ppm
定量能力：需要标准样品。
TOF-SIMS应用领域
1. 刑事侦查
TOF-SIMS在法医学中的应用：指纹残留物的化学成像
TOF-SIMS下人民币指纹的离子图像
由于TOF-SIMS可以识别物质的结构，特别是有机分子，因此通过TOF-SIMS成像对指纹图谱的分析不仅可以获得比传统方法更精细的形态学信息，还可以获得指纹上物质化学成分的分布信息。 例如，利用TOF-SIMS对长期流动的人民币表面指纹进行化学成像分析，利用TOF-SIMS的技术优势，揭示传统方法无法显示的潜在指纹利用其高空间分辨率的优势，它可以获得指纹中最先进的特征：利用其识别物质分子结构的能力，特别是有机分子，检测指纹中的外源物质，为此类难测样品表面的指纹分析提供新的解决方案。
2. 生物科学
骨骼肌脂质的Tof-SIMS成像
3.电池材料
TOF-SIMS深度剖析（3D成像）：锂电池电极表面SEI层的组成和厚度
TOF-SIMS是一种质量分辨和时空分辨技术。 传统电化学研究方法与TOF-SIMS相结合，可以快速、直接地原位（MS级）识别电化学反应的痕量中间产物（ppm级甚至更低浓度），同时关联化学信息和电解质界面空间信息，为揭示电化学界面反应的完整理化图像提供了可能。
4. 半导体材料
硅油污染TOF-SIMS表面质谱图
TOF-SIMS可以分析所有导体、半导体和绝缘材料，还具有质谱仪的全元素周期表元素分析功能，以及ppm检测灵敏度。 此外，TOF-SIMS的横向空间分辨率和深度分析分辨率非常适合多层膜结构、痕量掺杂以及有机和无机异物的分析，也补充了XPS或FT-IR分析技术的检测限。
5. 地质与考古学
宋代华北油滴黑釉碎片油滴正负二次离子图像
TOF-SIMS分析技术具有对元素或分子进行显微成像和深度分析、高质量分辨率和高空间分辨率、离子源多样性等功能，使分析测试对象逐渐扩展到“小众”领域，如考古文物、古董、油画、艺术品、古代陶瓷等。
6. 环境
TOF-SIMS下的大气细颗粒物（PM2.）5）
TOF-SIMS的不同工作模式可以应用于气溶胶研究的不同方面，静态TOF-SIMS主要应用于气溶胶颗粒表面分析和表面成像、气溶胶颗粒表面元素组成、表面化合物信息的获取动态TOF-SIMS主要用于单个气溶胶颗粒的深度剖析和3D成像。 目前，TOF-SIMS已应用于气溶胶颗粒表面特性、化学成分深度分布特征、表面化学反应、表面毒性、污染源排放特性等领域的研究。 TOF-SIMS技术可以很容易地获得气溶胶颗粒的各种无机和有机物质的信息。
tof-sims
TOF-SIMS是材料分析中表面化学分析的重要方法之一主要应用：：能源电池材料、半导体和电子器件、有机半导体（OLED和钙钛矿）、矿物陶瓷、金属、生物医学、聚合物和其他材料的表面分析和薄膜结构分析。
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