Phổ khối Ion thứ cấp (SIMS) là một kỹ thuật phân tích bề mặt có độ nhạy cao được sử dụng để xác định thành phần nguyên tố, đồng vị và phân tử của vật liệu rắn. Nó có khả năng phát hiện tất cả các nguyên tố, với giới hạn phát hiện xuống đến phần tỷ (ppb) đối với một số nguyên tố — khiến nó trở thành một trong những kỹ thuật phân tích bề mặt nhạy nhất hiện có.
SIMS hoạt động bằng cách bắn phá bề mặt mẫu bằng chùm tia ion sơ cấp hội tụ. Tác động này làm cho các nguyên tử và phân tử bị bắn phá (bật ra) khỏi bề mặt. Một phần của các hạt bị bắn phá này bị ion hóa, tạo thành các ion thứ cấp. Các ion thứ cấp này sau đó được trích xuất vào máy phân tích khối phổ, nơi chúng được phân tách theo tỷ lệ khối lượng trên điện tích (m/z) và được phát hiện.
