Химическия анализ на многокомпонентен молекулярна частици представлява особено проблем в материалознанието, биология и нанотехнологията. Последните развития в клъстера йон масова спектрометрия изследвания отваряте нови указания за това поле. С този инструмент, енергични първичен йонен лъч се създава, като се използва различни видове молекулярни йони да създадете тяло, състояща се от много различни атомно компоненти. Напред, този сноп се ускорява до приблизителни оценки 10–20 keV кинетична енергия, плътно се фокусира на размера на submicrometer сонда и насочен към повърхността на пробата. Като това енергични клъстер изстреляното взаимодейства с цел, положителните и отрицателните йони на вторични, се отделят от близо до точката на удара в резултат на сложни серия от събития за трансфер на енергия. Тези вторични йони се извличат в масспектрометър да разкрие на химическия състав на вида на десорбция. Разпределение на

определяне на тази маса се нарича вторични йон масова спектрометрия или СИМС. Химическата природа на тези йони е силно зависима от типа и енергията на изстреляното тяло в момента. За чисто атомно йон куршуми, интензивността на вторичната йон е ниска, както и химически състав често се различава от този на повърхността, ограничаване на аналитичните помощната програма. Като се увеличава броят на атоми в клъстера изстреляното, обаче, броят на вторично йони и размера на надеждна химически информация, свързана с използване на масова спектрометрия нараства много. С microfocused клъстер йонен лъч сонда, изображения на две и три dimensional (2D и 3D) химически състав е възможно за голямо разнообразие от материали, вариращи от неорганични и органични многослоен структури биоматериали, датчици и единични биологични клетки.