Анализатор - масса
Cтраница 2
Блок-схема масс-спектрометра, используемого в масс-спектральном анализе: I - ионный источник; 2 - блок питания ионного источника; з - система напуска; 4 - блок питания анализатора масс; 5 - анализатор масс; в - приемник ионов; 7 - усилитель ионных токов; 8 - регистрирующее устройство; 9 - высоковакуумный насос; ю - форвакуумный баллон; 11 - форвакуумный насос; 12 - блок управления вакуумной системой. [16]
Блок-схема масс-спектрометра, используемого в масс-спектральном анализе: I - ионный источник; 2 - блок питания ионного источника; з - система напуска; 4 - блок питания анализатора масс; 5 - анализатор масс; в - приемник ионов; 7 - усилитель ионных токов; 8 - регистрирующее устройство; 9 - высоковакуумный насос; ю - форвакуумный баллон; 11 - форвакуумный насос; 12 - блок управления вакуумной системой. [17]
 |
Ионное введение примесей. [18] |
Затем они свободно летят в вакуумированной области. После ускорения ионный пучок попадает в анализатор масс для отбора нужных ионов от присутствующих в источнике многочисленных примесей. В области электромагнитного анализатора ионы движутся по круговым траекториям, радиусы которых для ионов разной массы различны. С помощью щелевой диафрагмы выделяют ионы легирующего элемента. Полученный узкий поток выделенных ионов с высокой скоростью бомбардирует поверхность легируемого материала. Глубина переходов в полупроводнике зависит от энергии бомбардирующих частиц и составляет обычно 1 5ч - 2 мкм. Концентрацию и глубину проникновения ионов легирующей примеси можно изменять, управляя интенсивностью потока ионов, энергией ионов и временем облучения. При ионном легировании монокристаллических мишеней весьма существенную роль играет кристаллографическая ориентировка мишени относительно пучка ионов. [19]
Прибор состоит из двух стоек: вакуумно-аналитиче-ской и электронной. В первой смонтированы все узлы и детали анализатора масс, ионного источника, приемника ионов, диспергирующего магнита, газонапускной системы и вакуумных насосов и коммуникаций. В верхней части каркаса вакуумной стойки расположены блоки измерения давления и питания источника ионов. В электронной стойке сосредоточены электронные блоки стабилизированных источников питания, электрометрических схем, стабилизаторов тока эмиссии и ускоряющего напряжения, питания электромагнита, ионизационных манометров, контроля, управления и аварийной защиты прибора. Кроме того, в электронной стойке смонтированы автоматический индикатор ( измеритель) массовых чисел, электронный самопишущий потенциометр и другие измерительные и вспомогательные устройства. [20]
 |
Принципиальная схема радиочастотного масс-спектрометра. [21] |
В этих масс-спектрометрах разделение ионов по массам осуществляется также без магнитного поля. Радиочастотный масс-спектрометр по существу является электронной лампой, работающей как анализатор масс наполняющей ее газовой смеси. [22]
Компанией Thermo Jarrell Ash разработано [24] семейство простых в эксплуатации ИСП-масс-спектрометров с уникальными характеристиками. Они используют усовершенствованную систему ввода образца в масс-анализатор, удобную в эксплуатации ионную оптику новой конструкции, квадрупольный анализатор масс с гиперболической конфигурацией поля. Программное обеспечение экспертного уровня подсказывает оператору необходимые действия на каждом этапе работы. Масс-спектрометр lonScan этой фирмы обеспечивает пределы обнаружения на уровне одной части на триллион для большинства элементов; это единственный масс-спектрометр ИСП, возможности которого могут быть расширены добавлением встраиваемого в прибор оптического блока. [23]
Их ширина обусловлена высвобождением поступательной энергии. Вектор дополнительной скорости после столкновения имеет произвольное направление, поэтому в некоторых случаях эта скорость и скорость движения частицы, обусловленная ускоряющим напряжением в анализаторе масс, складываются, а в некоторых случаях вычитаются. В подходящих условиях количество высвобождаемой поступательной энергии может быть надежно измерено. На рис. 23 приведены некоторые типичные формы пиков метастабильных ионов. Чем шире пики, тем больше высвобождается поступательной энергии. [24]
Мишень помещают позади области ионизации в держателе, который можно юстировать для изменения угла падения луча. Сам ионизирующий источник представляет собой модифицированный источник типа Нира. Анализатором масс служит магнитное поле с сектором 60 и радиусом 15 см. Коллектор состоит либо из цилиндра Фарадея либо из электронного умножителя. После усиления электрометром с динамическим конденсатором сигналы подаются на самописец. [25]
После сепаратора 2 вещество поступает в ионный источник 7 масс-спектрометра. Ионизация осуществляется ускоренными электронами, неоднородным электрическим полем или ионами газа-реагента. Образовавшиеся ионы разделяются анализатором масс 8 и поступают в детектор 9, регистрирующий зависимость интенсивности ионного тока от массы ионов, которая и представляет собой масс-спектр, служащий для идентификации молекул. Число образовавшихся при этом ионов пропорционально количеству поступающего в масс-спектрометр вещества. [26]
Масс-спектрометр состоит из 4 основных частей: 1) ионного источника; 2) анализатора масс; 3) детектора и 4) системы управления и обработки данных. На рис. 5 - 8 представлена блок-схема масс-спектрометра. На рис. 5 - 9 изображена схема типичного квадрупольного масс-спектрометра, состоящего из ионного источника электронного удара, квадрупольного анализатора масс, электронного умножителя непрерывного динодного типа и системы управления и обработки данных. [27]
 |
Траектории движения ионов с массами т и т Ат. [28] |
Большинство масс-спектрометров рассчитано на постоянный радиус отклонения пучков в магнитном поле. В таких приборах щели источника и приемника согласованы с траекторией движения пучков для постоянного радиуса отклонения; пучки моноэнергетичееких ионов с различными массами регистрируются поочередно. Изменением напряженности магнитного поля или ускоряющегося напряжения приводится на приемный коллектор пучок ионов любого кассового числа. Это означает, что все ионные пучки, отклоняясь в анализаторе масс, описывают одинаковые траектории. [29]
В современных масс-спектрометрах электростатическое поле предшествует электромагнитному. На положительный ион, находящийся в электростатическом поле, действует сила в направлении данного поля. Траектория иона в поле при этом искривляется. В радиальном электростатическом поле, всегда перпендикулярном направлению пролета ионов, радиус кривизны траектории ионов зависит от энергии иона и напряженности электростатического поля. Электростатическое поле представляет собой анализатор энергии вместо анализатора массы и способствует ограничению рассеяния ионного пучка, перед тем как последний войдет в магнитное поле. [30]
Страницы: 1 2 3