飛行時(shí)間二次離子質(zhì)譜儀之所以叫做二次離子質(zhì)譜儀，是因?yàn)閮x器帶有幾千電子伏特能量的一次離子束入射樣品表面，在作用區(qū)域激發(fā)出不同粒子包括二次電子、中性微粒、二次離子、反射離子等，通過不同的探測(cè)器采集不同微粒可得到不同信息，收集二次離子通過質(zhì)量分析器分析后可得到關(guān)于樣品表面成分信息的質(zhì)譜。可以用于材料表面和表層的化學(xué)成份分析。包括如半導(dǎo)體，醫(yī)藥，生物，冶金，汽車等領(lǐng)域。飛行時(shí)間二次離子質(zhì)譜儀主要分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)SIMS兩種：
       動(dòng)態(tài)SIMS：入射電流高（10mA/c㎡），入射源離子濃度是大于1014atoms/c㎡，對(duì)表面是動(dòng)態(tài)破壞作用（剝離速率100um/h）且產(chǎn)生的二次離子比率高，因此探測(cè)靈敏度高，適于深度剖析；

       濺射和分析連續(xù)進(jìn)行，每次只能采集特定的幾種元素（與分析器和探測(cè)器相關(guān)），只適用于深度剖析。
       靜態(tài)SIMS：入射電流很低（1nA/c㎡），入射源離子濃度是1012~1013atoms/c㎡左右，只作用單分子層表面（剝離速率0.1nm/h）幾乎對(duì)表面沒有破壞作用；因脈沖模式分析，且電流小，所以產(chǎn)生的二次離子比率相對(duì)少，靈敏度相比動(dòng)態(tài)SIMS弱，但成像和表面分析能力強(qiáng)；深度剖析時(shí)濺射和分析交替進(jìn)行，可以采集所有元素和化學(xué)成分信息，可進(jìn)行表面分析和深度剖析。
       現(xiàn)在通常是雙源結(jié)合，分析和濺射采用獨(dú)立附件，可實(shí)現(xiàn)表面分析和深度剖析的功能；二次離子質(zhì)譜儀系統(tǒng)就是同時(shí)集成了分析離子源和濺射離子源使其應(yīng)用更全面。