Масс-спектрометрия вторичных ионов фокусировкой

Вакуумная система масс-спектрометра. В масс-спектрометрах образование ионов, фокусировка ионного пучка и разделение ионов по массам осуществляются в условиях высокого вакуума, когда длины свободных пробегов ионов и молекул намного превышают линейные размеры анализатора. Это дает возможность избежать вторичных процессов, искажающих первоначальный состав и форму ионного пучка. К таким процессам относятся ионно-молекулярные реакции, процессы перезарядки ионов, рассеяние ионов и изменение их энергии (при столкновении с молекулами) и т. п. [c.25]

К локальным методам анализа состава вещества наряду с описанными выше методами рентгеноспектрального анализа и методов электронной спектроскопии относится масс-спектрометрия вторичных ионов (МСВИ). Главной особенностью метода МСВИ является очень высокая чувствительность — более 10 %. Минимальный объем образца, необходимый для анализа 10- см , глубина анализируемого слоя 10" мкм. Первичный ионный пучок может быть сфокусирован в зонд малого сечения в свою очередь фокусировка вторичных ионов может дать ионное изображение бомбардируемой поверхности. Масс-спектрометрическая фильтрация этого изображения дает картину распределения ионов определенного типа по поверхности объекта. Форсируя режим бомбардировки, можно удалять поверхностные слои и проводить послойный анализ. [c.580]

Локальный микроанализ с ионным зондом используют в случае природных объектов [41, 576, 857, 931]. Сконструирован простой малогабаритный микрозондовый анализатор, способный регистрировать присутствие миллионных долей элементов [931]. В качестве зонда используют сфокусированный пучок ионов аргона диаметром 0,25 мм, угол падения которого на мишень составляет 45°. Ток пучка на мишени равен 10 а, ускоряющее напряжение 5 кв. Для анализа масс вторичных ионов используется масс-спектрометр с двойной фокусировкой. Предел обнаружения хрома в железе 0,0001%. Метод применяют для изучения распределения никеля и хрома в железных метеоритах. [c.120]

Однако у разных типов ионных источников имеются общие черты. Как правило, ионизация нейтральных молекул анализируемого газа производится бомбардировкой медленными электронами. Другие способы ионизации Л. 19] в масс-спектрометрах с простой фокусировкой не применяются вследствие большого разброса по энергиям возникающих ионов. Образовавшееся ионное облако подвергается действию электрических и магнитных полей с целью придания ионам заданных скоростей. Ускоренные частицы попадают в лишенное электрических полей пространство дрейфа, где летят по инерции. Однако часть ускоренных частиц (иногда довольно значительная) бомбардирует электроды ионного источника, причем на поверхности последних происходят определенные физикохимические процессы (вторичная эмиссия, образование полупроводниковых пленок и т. д.). Указанные процессы являются общими для ионных источников различных типов. Поэтому удобно подробно их рассмотреть на конкретном примере ионного источника статического масс-спектрометра как одного из наиболее сложных и совмещающего в себе все характерные рабочие процессы. [c.77]

С помощью двухступенчатой системы электростатических линз, аналогичной той, которая используется в ионном микрозонде. Вторичные ионы исследуемого образца отклоняются вспомогательным электродом на 45° и направляются в масс-спектрометр с двойной фокусировкой. [c.414]

Анализатор этого прибора сконструирован таким образом, чтобы обеспечить максимальную чувствительность, и характеризуется рядом особенностей. Масс-спектрометр с двойной фокусировкой не имеет входной щели, что позволяет увеличить степень пропускания ионов и сфокусировать изображение во вторичных ионах всей бомбардируемой поверхности образца непосредственно па выходной щели прибора, регулирующей разрешение по массам. В методе с применением ионного микрозонда это осуществимо только в том случае, когда бомбардируемая поверхность имеет предельно малые размеры. При этом не происходит отсев ионов, имеющих большой разброс по энергиям. [c.414]

Устройство ионного источника для вторично-ионной масс-спектрометрии довольно простое (рис. 2.9). Он содержит пушку (4), генерирующую быстрые атомы или ионы, шток (1) с металлическим (обычно медным) скошенным наконечником (2), на который наносится образец (5), и систему фокусировки и ускорения образующихся вторичных ионов (6). Изменяя заряд мишени относительно выходной щели источника, в масс-анали- [c.31]

Круг задач, решаемых с помощью масс-спектрометрии вторичных ионов, заметно расширился после того, как источник для распыления твердых полярных образцов под действием ускоренных атомов был включен в систему масс-спектрометра с двойной фокусировкой [284, 285]. Масс-спектры большого числа соединений, полученные на приборах MS902 (фирма AEI) и ZAB (фирма VG), характеризовались интенсивными пиками псевдомолекулярных положительных (М+1)+ и отрицательных (М—1)- ионов. Осколочные ионы адекватно отражали структурные особенности молекулы, что подтверждалось наличием метастабильных ионов, наблюдаемых в первом и втором бесполевом пространстве анализатора. [c.220]

Одним из наиболее чувствительных методов исследования метастабильных ионов является метод Барбера — Эллиота [50], в котором обычные ионы дефокусируются электростатическим анализатором масс-спектрометра с двойной фокусировкой. Метод позволяет обнаружить все метастабильные переходы, ведущие к данному вторичному иону, и позволяет определить массу этого вторичного иона с высокой точностью. Однако определение массы исходного иона может быть ошибочным, а для установления кинетической энергии, высвобождаемой при образовании ионов, необходимо осуществить весьма сложные операции [51]. [c.33]

Электростатический анализатор (ЭСА) масс-спектрометра с двойной фокусировкой может служить энергетическим фильтром и фокусировать кинетическую энергию вторичных (дочерних) ионов, образовавшихся в первом бесполевом пространстве [c.35]

В первых главах рассматриваются физика вакуумного разряда, а также основные принципы масс-спектрометрии с двойной фокусировкой и измерение ионных токов при помощи электрической или фотографической систем регистрации. Далее следуют главы, в которых обсуждаются проблемы количественной расшифровки масс-спектров и определение на основании полученных данных действительного состава образца. Подробно изложены специальные приемы анализа изоляторов, порошков, микрообразцов, биологических образцов, агрессивных, радиоактивных и легкоплавких веществ, а также определение газов в твердых телах. Последние главы посвящены использованию лазера в масс-спектрометрии для анализа твердых тел и исследованию поверхности главным образом методом вторичной ионной эмиссии. [c.8]

ИОННЫЙ МИКРОАНАЛИЗ, метод локального анализа. Исследуемый образец бомбардируют сфокусиров. пучком первичных ионов (диаметр пучка 1—100 мкм, энергня 10- — 10 Дж, плотность тока 0,1—10 А/м эмитированные из образца вторичные ионы регистрируют с помощью масс-спектрометра (см. Масс-спектрометрия). Одновременно происходит катодное распыление образца. Прибор для И. м. (ионный микроанализатор) состоит из источника ионов, систем сбора вторичных ионов и фокусировки ионных пучков, масс-анализатора и регистрирующего устройства. [c.225]

Предел регистрации следов элементов при помощи масс-спектрометра зависит от вторичных эффектов, которые будут описаны в следующем разделе. Небольшая часть ионов, соответствующих основе, распределяется по всему масс-спектру. Этот фон и ограничивает способность обнаружения следов. Фон можно снизить до величины, меньшей 1 млн" для массовых чисел, достаточно удаленных от интенсивных пиков. Для этого необходимы тщательное изготовление прибора и высокий вакуум в системе. Несмотря на эти меры, фон вблизи линий основы мо-м- ет достигать одной тысячной части их интенсивности. Наиболее-эффективный метод подавления фона — использование двух последовательно расположенных масс-спектрометров. Это было-установлено Герцогом (1959), Пиром (1963), а также Уайтом и Форманом (1967), которые достигли чувствительности анализа 1 млрд Ч Юстировка подобных тандемных приборов более трудна. Дополнительная сложность вызвана необходимостью одновременного сканирования обеих секций таким образом, чтобы они были с высокой точностью настроены на одни и те же массовые числа. Упрощенная модификация подобного прибора, имеющего одинарную фокусировку и поэтому лишь среднее разрешение, выпускается фирмой Аегоуас и обеспечивает чувствительность 10 млрд для газовых примесей на уровне следов. К сожалению, тандемные масс-анализаторы нельзя использовать в масс-спектрографах. [c.85]