Τη χημική ανάλυση των πολυσυνθετικών μοριακής στερεών θέτει ένα ιδιαίτερα προκλητική πρόβλημα στις επιστήμες των υλικών, τη βιολογία, και η νανοτεχνολογία. Πρόσφατες εξελίξεις στην συμπλέγματος ιόντων φασματομετρία μάζας έρευνα ανοίγουν νέες κατευθύνσεις για αυτό το πεδίο. Με το εργαλείο αυτό, δημιουργείται μια ενεργητική πρωτεύον ιόντων πορείας χρήση διαφόρων τύπων μοριακή ιόντων για τη δημιουργία ενός βλήματος, χωρίς αποτελείται από πολλές διαφορετικές ατομικής στοιχεία. Την επόμενη, αυτό πορείας είναι επιταχύνθηκε σε 10–20 keV της κινητικής ενέργειας, σφιχτά επικεντρώθηκε σε μέγεθος καθετήρα submicrometer και κατευθύνεται στην επιφάνεια του δείγματος. Όπως το βλήμα ενεργητική συμπλέγματος αλληλεπιδρά με τον στόχο, θετικών και αρνητικών ιόντων δευτερεύοντα εκπέμπονται από κοντά το σημείο επιπτώσεις ως αποτέλεσμα της μια πολύπλοκη σειρά συμβάντων μεταφοράς ενέργειας. Αυτά τα δευτερεύοντα ιόντα εξάγονται σε μια φασματόμετρο μάζας για να αποκαλύψετε τη χημική σύνθεση των desorbed ειδών.

Προσδιορισμός της μάζας αυτής διανομής αναφέρεται ως δευτερεύον ιόντων φασματομετρία μάζας ή SIMS. Τη χημική φύση αυτών ιόντων εξαρτάται έντονα από το είδος και την ενέργεια του αντικειμένου. Για καθαρά ατομικής ιόντων βλήματα, η ένταση της δευτεροβάθμιας ιόντων είναι χαμηλό, και τη χημική σύνθεση συχνά είναι διαφορετική από εκείνη της επιφάνειας, περιορίζοντας το βοηθητικό πρόγραμμα ανάλυσης. Καθώς αυξάνεται ο αριθμός των ατόμων σε το βλήμα συμπλέγματος, ωστόσο, ο αριθμός των δευτερεύοντα ιόντα και το ποσό της αξιόπιστα χημικών πληροφορίες που σχετίζονται με το φασματομετρία μάζας αυξάνει σε μεγάλο βαθμό. Με microfocused σύμπλεγμα ιόντων πορείας καθετήρα, απεικόνιση της δύο και τριών dimensional (2D και 3D) χημικής σύνθεσης είναι δυνατό για μια μεγάλη ποικιλία υλικών, τα οποία κυμαίνονται από ανόργανα και οργανικά ορθογωνικής δομές βιοϋλικών, αισθητήρες και μόνο βιολογικά κελιά.