盡管質(zhì)譜儀更多的應(yīng)用于生命科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域，但是還是有一些質(zhì)譜(MS)技術(shù)是專門用于表面科學(xué)研究。其中最突出的是二次離子質(zhì)譜(SIMS)。像大多數(shù)涉及電子或離子光學(xué)的表面科學(xué)技術(shù)一樣，二次離子質(zhì)譜是在真空條件下進(jìn)行。二次離子質(zhì)譜用一次離子束轟擊表面，將樣品表面的原子濺射出來成為帶電的離子，這些二次離子利用質(zhì)譜分析器進(jìn)行分析，得到樣品的元素組成數(shù)據(jù)?？捎玫馁|(zhì)量分析器包括單四極、飛行時間和磁分析器等。離子束是掃描過樣品，得到一個樣品表面的二維圖像。離子束還可以逐層濺射樣品，進(jìn)行深度剖面分析。

2012年二次離子質(zhì)譜行業(yè)市場需求分布

　　二次離子質(zhì)譜廣泛應(yīng)用于分析半導(dǎo)體等材料、數(shù)據(jù)存儲等電子產(chǎn)品，二次離子質(zhì)譜對表面非常靈敏，使其可以分析沉積在這些材料上的薄膜；二次離子質(zhì)譜也被用于科研單位及政府機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室；雖然材料分析是二次離子質(zhì)譜比較常見的，但也可以用于環(huán)境領(lǐng)域空氣中顆粒物分析。2012年，二次離子質(zhì)譜的市場總需求不到1億美元。

　　上述數(shù)據(jù)摘錄于2013年10月SDi發(fā)布的市場分析和預(yù)測報告“Mass Spectrometry: Limitless Innovation in Analytical Science”。