Способ масс-спектральиого анализа

Способ масс-спектральиого анализа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

2844I4

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 11.Ill.1968 (№ 1224723/2G 25) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 14.Х.1970. Бюллетень № 32

Кг! 42/, 3/09

Комитет па делам изаоретений и открьлнй ари Совете 1т1нннстрав

СССР

-. ЧПК В 02а 59/44

УЛК 543.5! (088 8) Дата опубликования описания 27.1.1971

Авторы изобретения

Ъ

А. А. Гольдин, В, А. Павленко и В. Л. Тальрозе дсесо >ЭНА ; . ЕСТ,О-::ХНИЧккХ п

Специальное конструкторское бюро аналитического прибощщур щц1,м ups

АН СССР

Заявитель

СПОСОБ МАСС-СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА

Изобретение относится к,области массспектрометрического анал,пза.

Известные способы масс-спектрального анализа с фотографической или электрометрическoi регистрацией ионов обладают рядом

1. Ieдостат,ков.

Целью изобретения является расширение аналитическ1!к возможностей масс-спектрального .способа за счет более совершенной системы регистрации анализпруемык HorroB.

Отличительной особенностью способа является то, что заряды, пропорциональные количеству, разделе!внык»о массе ионов, в теченп Beer o IrIre rerrrr BI! . II IIBõàèëèBàroò на поверкности диэлектрической мишени и считывают одновременно илп последовательно с накоплением путем развертки поверкностт! мише!н1! электронным лучом. Предусмотрена возможность бомбардировки ионами, проводящей промежуточной мишени с на!Капливанием на диэлектрической мишени вторичнык электронов, эмиттированпык с поверкност!! промежуточной мишени.

Предлагаемый способ позволяет повысить точ1пость, чувствительность и быстроту анализа.

IIa фиг. 1 изобраскена скема одного из возможнык вариантов масс-спектрометра, работающего,по предлагаемому способу; на фиг.

2 графики, поясняющие данный способ.

Устройство состоит из источника ионов 1, анализатора 2, сигнальной пластины 8, на которой укрвпле1на диэлектрическая мишень 4, в непосредственной близости от которой рас5 положен изолированный от мишени коллектор .вторичнык электронов 5. Электронная пушка

6 снабжена отклоняющим устройством 7.

Сфокусирован1ные на повс;ркность мишени ионные пучки в течение всего времени анализа

10 передают соответствующим участкам мишени заряды, пропорциональные интенсивности пучков и, таким образом, накапливают на ее гговерхности потенциальный рельеф, отобража1ощий масс-с!пектр анализируемого веше15 ства.

Мишень бомбардируется электронным лучом, который формируется и фокусируется в виде точки либо в виде узкой линии, перпендик1лярнОп плоскости рисунка, н" ее довер.

20 ность электронным, прожектором 1,электронной пушкой). С помощью Откло1ня!Ощего устройства электронный луч последовательно обегает (сканирует) повсрхпюсть мпшснп, перезаряжая элементарные участки сс повср 25 ности и приводя ик потеш!пал к,!!orcrrrrrr rлу коллектора электронов, и тем самым создает токи в цепи коллектора и сигнальной пластины

ПрОПОрцИОНаЛЬНЫЕ НаКОПЛЕННЫМ На urrrrrerrrr зарядам.

30 Считывание I!a!corrie»!IIIY на мишени заря3 дов и их накопление в общем случае может осуществляться как послвдовательно, так и одновременно.

Рассмотрим работу прибора в режиме последовательного накопления и считывания 5 (см. фпг. 2).

Пусть ионный источник заперт, а электронный луч достаточной плотности за оди » цикл электронной развертки при вел потенциал всей рабочей поверхности мишени гк потенциалу 10 коллектора.

Выключим электронную развертку .и откроем источник ионов. С этого момента нач »ется процесс накопления зарядов на поверхности диэлвктрическо»» мишени. По истечении 15 времени Т (время накопления) .картина распределения зарядов q»и»,, »с:»оI»о>тTIв»е тTс тT»в»»е. »н»»н»»о>, потенциалов U„âäîëü поверхности мишени примет вид, показанный »»а графике а. Закроем теперь ионный источник и включим элек- 20 тронную развертку так, чтобы электронный луч начал:пробегать мишень от участка с координатой Хо в положительном направлении Х.

Рассмотрим токи в цепи коллектора электронов-г1„(см. фиг, 2, б) и в цепи сигнальной пластины i (см. фиг. 2, в). Во время прохождения лучом участка 1 — 1 мишени (см. фиг. 2, а), имеющего равновесный потенциал, перезарядки элементарных емкостей мишени не происходит, ток смещения в цепи сигналь- зп пой пластины равен »»ул»о, и весь ток электронного луча в виде тока вторичных электронов мишени течет,в цепи коллектора электронов.

Набегание электронного луча на участок мишени с зарядом д, накопле»»»ным от пучка ионов с массой пг. со|провождается током в цепи сигнальной пластины, величина которого пропорциональна накопленному заряду. Нетрудно видеть, что ток i в цепи сигналь»ной пластины и напря>кение на нагрузке Л„представляют собой электрический сигнал массспектра анализируемого вещества.

Скорость электронной развертки огра»»иче- 45 па "îëüêî быстродействием устройства регистрации масс-спектра, при»». »:при условии, что ток электронного луча достаточен для полного персзаряда участника мишени за время его

«»Ipooe» HI»»>, увел»» »ен» »е с»<орос г»»»»e пр»» 50 водит к уменьшспшо чувствительности прпоора, та к, как воз монс»»ос»»; х;,I.ïåï»»ÿ отношения сигнал — шум за счет расширения полосы частот компенсируется увеличе»»ием тока сигнала в связи со снятием той же величины панс»плен ого заряда за .меньшее время.

При малых скоростях развертки,для -получения сигнала на переменном то ке электронный луч может быть промодулирова|н по 4»нте»»с»»вности с частотой, превышающей частоту .высшей гар мон»»ческо»» составляющей сигнала масс-спектра. 1 ак как в предлагаемом, способе аналгиза, в отличие от известного способа, информация о масс-с пектре анализируемого вещества, .в виде разделе1нных в простра»»стве ионных пучков накапливается па мишени и полностью используется, чувствительность масс-опектрометра значительно,повьнпается при том же времени анализа.

В предлагаемом способе процесс регистрации принципиально не связан во времени с анализом, и мИнимальное время анализа огра,ничено только необходимость»о получения 38данной чувствительности, 11рсдмет изобрете

1. Способ масс-спектрального анализа веществ, в котором поток ионов, подвергают пространственному разделению в х»аннитных и электрических полях, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, чувствительности и быстроты анализа, заряды, пропорциональные количеству разделенных по массам ионов, в течение всего времени анализа накапли ва»от на поверхности диэлектрической мишени н считывают путем развертки поверхности этой мишени электронным лучом.

2. Способ по п. 1, отлггчаюигийся тем, что на поверхности диэлектрической мишени нака пли вают разделен»»»»ые по массам ионы.

3. Способ по .п .1, отлггчающийся тем, что разделенными по ма сам ионам.и бомбардируют проводящую промежуточную, мишень, а на диэлектрической мишени накапливают вторичные электроны, э>»»»ттированные с поверхности»»ромеж уточ»»ой мишени.

4. Способ»10 пп. 1 — 3, отличаюш,иггся тем, что с»»»тыван»»е накопленных на диэлектрической м,ишени заряд»>в производят одновременно с процессом накопления.

5. Способ,по пп. 1 — 3, от гггчпющийся тсм, IT0 считывание накопленных на диэлектрической мишени зарядов производят после окончания процесса»»ако»»линия.

G. Способ по пп. 1 — 5, ог личагоиги»1ся тем, что, с целью получения выход»»ого сигпала на переменном токе, электроппьш луч модулнру»от по интенсивности.

ГпХ ji E Z

1! с„ 1 г и

3. аг 2

Составитель Н. Алимова

Текред Л. Я. Левина Кор1!скго1! . А. Уманец

1 ст!а!.тор 1. 3 !о!!Лова

Загорская типограгрия

1

1

mi

1 т2

Заказ 6069 Тираж 480

ЦНИИП11 Комитета по делам изобретепиг! и огкрыти!!

Москва, jf(-35, Раушская иаб, Подписное ири Соги.гс 11ииис !ров С(СР д. /о