二次離子質譜（SIMS）能夠對金屬材料進行深度剖析，精確分析材料表面及內部不同深度處的元素組成和同位素分布。該技術通過用高能離子束轟擊金屬樣品表面，使表面原子濺射出來并離子化，然后通過質譜儀對二次離子進行分析。在半導體制造中，對于金屬互連材料，SIMS 可用于檢測金屬薄膜中的雜質分布以及金屬與半導體界面處的元素擴散情況，這對于提高半導體器件的性能和可靠性至關重要。在金屬材料的腐蝕研究中，SIMS 能夠分析腐蝕產物在材料表面和內部的分布，深入了解腐蝕機制，為開發更有效的腐蝕防護方法提供依據。
輝光放電質譜（GDMS）技術能夠對金屬材料中的痕量元素進行高靈敏度分析。在輝光放電離子源中，氬離子在電場作用下轟擊金屬樣品表面，使樣品原子濺射出來并離子化，然后通過質譜儀對離子進行質量分析，精確測定痕量元素的種類和含量，檢測限可達 ppb 級甚至更低。在半導體制造、航空航天等對材料純度要求極高的行業，GDMS 痕量元素分析至關重要。例如在半導體硅材料中，痕量雜質元素會嚴重影響半導體器件的性能，通過 GDMS 精確檢測硅材料中的痕量雜質，可嚴格控制材料質量，*半導體器件的高可靠性和高性能。在航空發動機高溫合金中，痕量元素對合金的高溫性能也有影響，GDMS 分析為合金成分優化提供了關鍵數據。
