Analisis kimia padatan molekul multicomponent menimbulkan masalah sangat menantang dalam ilmu bahan, biologi, dan nanoteknologi. Recent developments in cluster ion spektrometri massa penelitian membuka arah baru untuk bidang ini. Dengan tool ini, berkas ion utama energik dibuat menggunakan berbagai jenis ion molekul untuk menciptakan sebuah proyektil yang terdiri dari banyak komponen atom. Berikutnya, berkas ini dipercepat untuk 10–20 keV energi kinetik, erat difokuskan untuk ukuran probe submicrometer dan diarahkan ke permukaan sampel. Sebagai proyektil energik gugus ini berinteraksi dengan target, ion positif dan negatif sekunder yang dipancarkan dari dekat titik dampak sebagai akibat dari serangkaian kompleks peristiwa transfer energi. Ion-ion sekunder ini diekstrak ke dalam sebuah Spektrometer massa untuk mengungkapkan komposisi kimia dari spesies desorbed. Distribusi

penentuan massa ini disebut sebagai ion sekunder spektrometri massa atau SIMS. Kimia sifat ion-ion ini sangat tergantung pada jenis dan energi dari peluru. Untuk proyektil murni atom ion, ion sekunder intensitas rendah, dan komposisi kimia sering berbeda pada permukaan itu sendiri, membatasi analitis utilitas. Sebagai jumlah atom pada gugus proyektil meningkat, namun, jumlah ion sekunder dan jumlah informasi kimia yang dapat diandalkan yang terkait dengan spektrometri massa meningkat sangat. Dengan gugus microfocused ion beam probe, pencitraan dua - dan tiga dimensi (2D dan 3D) komposisi kimia mungkin untuk berbagai bahan, mulai dari struktur multilayer anorganik dan organik biomaterials, sensor dan biologi sel tunggal.