Типы ионов в масс-спектрометрии

Существует много различных типов масс-спектрометров. Детали конструкции и относительные достоинства различных типов приборов описаны в литературе [1—7]. Большинство основных принципов масс-спектрометрии можно продемонстрировать, описав принцип действия простого масс-спектрометра, изображенного на рис. 16.1. Образец, находящийся в емкости, вводится через отверстие, входит в ионный источник а и проходит через электронный пучок в точке в, пучок обозначен штриховой линией. При взаимодействии образца с электронами, имеющими достаточную энергию, образуются положительные ионы, движущиеся по направлению к ускоряющим пластинам гид, поскольку между задней стенкой (напускной щелью) и передней стенкой этого устройства существует небольшая разность потенциалов. Отрицательные ионы притягиваются задней стенкой, которая заряжена положительно относительно передней стенки, и разряжаются на ней. Положительные ионы проходят через пластины гид, ускоряются под действием большой разности потенциалов (несколько тысяч вольт) между этими пластинами и покидают ионный источник через отверстие б. Заряженные ионы движутся по круговой орбите под влиянием магнитного поля. Полуокружность, помеченная е, есть траектория движения ускоренного иона в магнитном поле напряженности Н. Радиус полуокружности г зависит от следующих параметров 1) ускоряющего потенциала V(т. е. от разности потенциалов между ускоряющими пластинами г и (3), 2) массы иона т, 3) заряда иона е и 4) напряженности магнитного поля Н. Связь между этими параметрами выражается уравнением [c.313]

Вторично-ионную масс-спектрометрию часто используют для изучения поверхности нанесенного конденсированного образца. Хотя в результате нагрева в этом случае может происходить разрушение образца, что приводит к уменьшению выхода вторичных ионов, метод имеет свои преимущества при решении именно подобных задач. Более удобным является растворение исследуемого образца в жидкой матрице типа глицерина, поскольку быстрая диффузия в жидкости обеспечивает постоянное восстановление поверхности. [c.32]

Серийный тип [1717] масс-спектрометра с циклоидальной фокусировкой уже существует. При изготовлении этого масс-спектрометра удалось, несмотря на меньшие размеры, чем у приборов секторного типа, обеспечить достаточную разрешающую силу и чувствительность. Как показали Робинсон и Холл, в любом масс-спектрометре, в котором ионный пучок отклоняется магнитным полем, энергия иона пропорциональна квадрату радиуса кривизны его траектории. Таким образом, ионы в малогабаритном масс-спектрометре с магнитным отклонением обязательно обладают малыми энергиями, и поэтому колебания величины энергии в таком масс-спектрометре, вызванные, например, тепловым распределением, начинают играть более важную роль. По этой причине при уменьшении масштаба прибора особенно целесообразно иметь прибор с совер- [c.31]

В магнитном время-пролетном масс-спектрометре ионы движутся в постоянном магнитном поле по круговой траектории. В этом спектрометре ионный пучок проходит импульсами с частотой 300 кгц [10]. Ускоряющее электрическое поле падает до нуля раньше, чем ионы (кроме самых легких) выйдут из источника, так что все тяжелые ионы получают равные импульсы, и поэтому в магнитном поле движутся по одной и той же траектории. Так как ионы описывают полную окружность, они фокусируются, давая ионно-оптическое изображение своего пространственного распределения в ионном источнике. Другой тип масс-спектрометра по времени пролета представляет собой прибор, в котором ионы двигаются от источника к коллектору по линейной траектории при отсутствии магнитного поля. В приборе измеряется время дрейфа ионов с известной энергией по длинной ограниченной трубке. Интервал времени между поступлением масс на коллектор [c.7]

Среди серийно выпускаемого ПАПТТ в нашей стране можно отметить Оже-злектронный спектрометр модели 09ИОС-2 и вторичный ионный масс-спектрометр Полюс-4. Конструктивно Оже-электронный спектрометр состоит из аналитической вакуумной камеры с размещенным в ней анализатором энергий Оже-электронов, источниками электронов и ионов и манипулятором с образцом, а также предварительной камеры для смены и обработки образцов. Обе камеры имеют независимую откачку и позволяют получать предельный вакуум 10 и 10 Па. Вторичный ионный масс-спектрометр Полюс-4 предназначен для экспрессного послойного анализа химического состава твердого тела и определения профилей распределения примесей по глубине стравливаемого слоя с разрешением до 3-10 м. В Полюсе-4 применен монополярный масс-анализатор квадрупольного типа, благодаря использованию которого можно одновременно проводить сравнительный анализ образец-эталон в идентичных условиях. В спектрометре имеются два ионных газоразрядных источника типа Пеннинга, в которых в качестве рабочих газов используются Аг, Нг, О2. Аналитическая камера Полюса-4 откачивается механическим вакуумным насосом и ТМН. Рабочий вакуум составляет 10 " - 10 Па. [c.78]

С одной стороны, магнитное поле оказывает фокусирующее действие на ионный пучок, с другой же стороны, оно способствует энергетической дисперсии ионов. Поскольку магнитное секторное поле позволяет осуществлять фокусировку ионного пучка единственным способом, приборы с анализатором секторного типа называют масс-спектрометрами с одной (ординарной) фокусировкой. Энергетическая дисперсия не позволяет [c.289]

В табл. 2.1. рассмотрены наиболее широко используемые методы получения ионов из твердых образцов. В столбце АЯ грубо оценен разброс полученных ионов по энергиям, что определяется типом применяемого масс-спектрометра. Если разброс не превышает 10 эВ, то можно использовать спектрометр с ординарной фокусировкой (ОФ), фокусирующий только угловую составляющую ионов для большого разброса по энергиям требуется дополнительная фокусировка (спектрометр с двойной фокусировкой — ДФ). [c.20]

К источникам ионов масс-спектрометров различных моделей подсоединяются специальные перчаточные боксы. Например, Джонсон и сотр. (1969) использовали на американском приборе СЕС-110 перчаточный бокс с принудительной тягой для анализа металлических образцов урана и плутония (этот тип бокса [c.355]

Относительные значения ионных токов различных положительных ионов в известной степени зависят от типа применяемого масс-спектрометра и условий эксперимента. Масс-спектры ацетилена по данным ряда источников приведены ниже (табл. 11.93). В таблице указаны также относительные значения ионных токов для ионов с массой, превышающей массу ацетилена, получаемых при вторичных ионно-молекулярных реакциях в камере масс-спектрометра. [c.164]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология