在《应用篇》中我们看到，HORIBA nanoGPS技术通过在样品旁固定定位芯片建立统一坐标基准，成功实现了跨平台微区样品的精确定位，展现出“易用、精确、通用”的三大重要优势。为此，本篇将聚焦于该技术在ULVAC-PHI设备上的具体操作流程，以PHI nanoTOF3+为例，详细阐述其实现精确定位的每一步骤。

图1. nanoGPS 芯片与navYX-connect 软件

ULVAC-PHI 设备上的精确定位实现流程

作为表面分析设备*领者，ULVAC-PHI与HORIBA 合作，已将 nanoGPS 芯片应用于新一代 XPS（PHI GENESIS）及 TOF SIMS（PHI nanoTOF3+）设备上，实现了跨平台的微区样品精确定位。以下以 PHI nanoTOF3+ 为例，详细介绍定位流程：

一、前期准备

1.样品与芯片固定：

将一块 nanoGPS 定位芯片（tag chip）贴附于待测微区样品旁，共同固定在硅片上；另准备一块校准芯片（Calibration chip），两者一同放置于背放式样品托中。

2.目标点预定位：

在 HORIBA 系统（如拉曼光谱仪）中，使用 LabSpec 6 软件测定 tag chip 与目标区域的距离，保存包含坐标信息的样品影像作为目标点（POI），供后续设备调用。

图2. 定位芯片（tag chip）和校准芯片（Calibration chip）示意图

图3. PHI nanoTOF3+样品托固定样品照片

二、PHI nanoTOF3 + 定位操作步骤

1.校准芯片大尺寸 Mapping 采集：

调整样品台 Z 轴至工作距离，在 Calibration chip 中心区域不同位置，采集 3 个 500μm×500μm 的 Mapping 并保存。命名格式为 “1_X-360240-Y299980”（注：X/Y 坐标需保留 6 位数字，去掉小数点，不足 6 位用 “0” 补足，示例中 X 实际为 - 36.024，Y 为 29.998）。

2.校准芯片小尺寸 Mapping 采集：

在 Calibration chip 上采集 1 个 50μm×50μm的小尺寸 Mapping（与后续 tag chip 采集尺寸一致），保存并命名。

图4. 校准芯片二次离子Mapping 采集

3.坐标系建立：

将 3 个大尺寸 Mapping 加载至 navYX-connect 软件，软件自动识别图像与命名，生成 “X nanoGPS”“Y nanoGPS” 及位置精确度（数值越小精度越高）；随后加载小尺寸 Mapping。

图5. navYX-connect软件中建立坐标系

4.tag chip Mapping 采集与加载：

移动样品台至 tag chip，调整工作距离后采集 50μm×50μm 的小尺寸 Mapping，将其加载至 navYX-connect 软件。

图6. navYX-connect加载tag chip Mapping

5.目标点定位与样品台移动：

在软件中加载前期通过拉曼定位保存的 POI 影像，软件自动生成定位 X/Y 坐标值；将该坐标输入 PHI nanoTOF3 + 的 SmartSoft 软件，控制样品台自动移动至目标区域。

图7. navYX-connect自动生成定位 X/Y 坐标

6.定位校准：

样品台到达指定位置后，调节 Z 轴至更佳工作距离，可准确找到待测区域。本案例中定位坐标为 X：-31.504、Y：1.340，偏差只为 ΔX=14μm、ΔY=17μm。

图8. nanoGPS共定位下不同设备的影像后续样品测试简化

三、后续样品测试简化

一旦完成坐标系统建立，后续分析其他样品时无需重复全流程，只需执行上述第 4–6 步，即可快速实现新样品的跨平台精确定位，明显提升测试效率。

图9. 基于nanoGPS定位二维材料TOF-SIMS成像效果

总结

HORIBA nanoGPS 定位技术以“一次建系、重复复用”为重心，将传统复杂的跨平台定位流程简化为三步操作，不只避免了设备更换带来的重复定位问题，也大幅降低了机时占用与科研成本。特别是在 PHI nanoTOF3+ 等高分辨率 TOF SIMS 设备中，nanoGPS 通过稳定的坐标传递与微米级定位精度，确保能够精确锁定微区分析位点，有效保障了成分表征的准确性与可靠性，为材料科学与生命科学等领域的微区分析提供了关键技术支持。

-转载于《PHI表面分析 UPN》公众号