二次離子質譜是利用質譜技術對固體樣品表面濺射的二次離子進行檢測和分析，從而獲得表面成分資訊的技術。所謂濺射是指當具有一定能量（通常為數百至數萬EV）的初級離子束轟擊固體表面時，激發樣品表面上某些粒子的過程。這些粒子大部分是中性粒子，少數是原子、原子團簇和帶正負電荷的分子。這些帶電粒子是二次離子。

Sims可以檢測從氫到鈾的所有元素及其同位素，元素的檢測限可以達到ppm~ppb水平。由於濺射二次離子不僅包含原子，還包含原子團和分子，因此Sims技術可以檢測無機和有機物質。它已廣泛應用於微電子、材料、化學、地質、生物醫學等領域。配備TOF檢測器的二次離子質譜儀是目前表面分析技術中解析度最高的。TOF-SIMS的解析度可達104，深度解析度可達1nm，微區解析度可達100nm2，二次離子濃度靈敏度可達ppm。

根據掃描模式，SIMS可分為靜態（SSIM）和動態（DSIM）。SSIMS要求真空

由於Sims具有很高的靈敏度和空間分佈檢測能力，特別適用於半導體材料的分析，如半導體元件的元素摻雜和表面汙染等。此外，在低元素濃度下，二次離子的產率與濃度有一定的線性關係，因此Sims也可以透過標準樣品實現定量分析。杭州微源檢測的德國離子TOF利用先進的TOF-SIMS儀器測試可以提供完善的SIMS技術解決方案。下圖是半導體材料薄膜結構的DSIMS分析曲線。從圖中，我們可以看到不同元素和組在材料縱向上的相對變化。