Энергомасс-анализатор

Авторы патента:

H01J49/36 - радиочастотные спектрометры, например спектрометры Беннета, спектрометры Рэдгеда

Изобретение относится к области физического приборостроения и касается нанесениязащитных покрытий исннз-пг ззменным методом, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что мэсс-анелизатор 1 выполнен с возможностью поворота его на 180° относительно оси, проходящей через точку перегиба траектории движения ионов в двойном цилиндрическом энергоанализаторе 6, и парамасляной оси входной диафрагмы 7, а энергсанэлизатор 6 снабжен узлом перемещения с возможностью его отвода при проведении прямого масс-знализа. При исследовании нейтральных частиц ионизатор 5 масс-спектрометра включен согласно технического описания. Для анализа заряженных частиц плазмы катоды ионизатора отключают. Энергомасс-анализ проводят после разворота анализаторов на 180° от первоначального положения и после подвода энергоанализатора, при этом вход энергоакализэтора совмещается с осью исследуемого пучка. Основные конструктивные параметры энерго анализаторё связаны определенным соотношением. 1 ил. И

а()з Н 01 J 49/36 гОсуддРстВе«+ый кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКН1 СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О (о ((Л сОК73 сОВг тских

Сг1ЦИАЛИСТИ (Е СКИХ (- -- ф, = p E. ñ ï ó å) л и г

" М (21) 4689405/21 . (22) 10.05.89 (46) 23.01.92.Бюл. й» 3 (71) Физико-технический институт АН БССР (72) Ж,А.Мрочек, И.Н.Жоглик, В.И,Рулинский и С.Ф.Комлик (53) 621.384 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 860638, кл. Н 01 J 49/42, 1980.

Боровский И Б. и др. Локальные методы анализа материалов. 1973, с, 98-99.

Авторское свидетельство СССР

М 1061193, кл. Н 01 J 42/32, 1983. (54) Э Н Е Р ГOMACC-АНАЛ ИЗАТОР (57) Изобретение относится к области физического приб ростроения и касается нанесения защитных покрытий ионна-hI азме.ным методом, Целью изобретения является расширение функциональных возм жностей. Поставленная цель

„„ „„1707651 А1 достигается тем, что масс-анализатор 1 выполнен с воэможностью поворота его на

180 относительно оси, проходящей через точку перегиба траектории движения ионов в двойном цилиндрическом энергоанализаторе 6, и парамасляной оси входной диафрагмы 7, а энергоэнализатор 6 снабжен узлом перемещения с возможностью его отвода при проведении прямого масс-анализа. При исследовании нейтральных частиц ионизатор 5 масс-спектрометра включен согласно технического описания. Для анализа заряженных частиц плазмы катоды ионизатора отключают. Энергомасс-анализ и роводят после разворота анализаторов на 180 от первоначального положения и после подвода энергоанализатора, при этом вход энергоанализатора совмещается с осью исследуемого пучка. Основные конструктивные параметры энергоанализатора связаны определенным соотношением. 1 ил.

1 (07651

Изобретение относится к об",àñòè нанесения защитных покрытий ионно-плазменным методом, а также к физическому приборостроению и может йыть использовано для исследования, оптимизации и автоматизации технологических процессов нанесения защитных покрытий в машиностроении. авиастроении, приборостроении.

Цель изобретения вЂ” расширение функциональных возможностей.

Основные конструктлвные параметры энергоанализатора при этом должны быть связаны между собой отношением

R-1 вЂ” cos <р где R вЂ” радиус кривизны осевой траектории движения ионов в энергоанализаторе, h вЂ” расстояние между осью масс-анализа и осью разворота, проходящей через точки перегиба траектории движения ионов в знергознализаторе;

ГЛ- УГОЛ ОтКЛОН2Н, Я E КажДой ПаРЕ llïàстин.

На чертез е изобГ зж-.-> прсдлаг"-емый энергомзсс-ана, изадор.

Энергомасс-анализа;орсодер ит квадрупольны,l v-".cc-спектрометр 1 типа

МХ7304, у которого Ocl 2,. асс-ана,-,.1за смещена относи-,с ьн оси " установочного фланца 4 анали-.атора масс-сгектрометра на оасстсяние и= l5 мм, ионизатор 5. двойной цллиндриче:кий знер оэнллзатор б, заземленную д; зт;агму 7к0 5 мм и „"Опопнительныи ионизатор 8.. 2гтл .Hé лонизатору 5. Анал затор л зсс-с;.el;сметра 1 устанав-.ивают;o- Пе.- -; хсдн -- вакуумную камеру 9 с отдельной, езмаслянс:: ОTKaro маг иторазоядным л= - 0:ом 10 типа н", -Г,,, Пе" с ° -- .=: мора ..-.-:"-щается с 0: ion 0. вак у -; ка,, сл 11 установк eрез диаг ;рагм, 12> .. мм, что обеспечивает давление в ер *-д ой камере 9 не выше 10 ПА o;,.â€”... - .,-..-.ьле-! ния Р oc Hc Bной к"ol eр2 дс 1 . а.

ПЕрЕх "дная vSlóe 9 узтанослена н основной камере 11 тзк „1 обр=". Ом ч-О Ось

12 исслед.емого из>но;. 01чх„=, ici cðèðóåМОГО ЭЛЕк-родуГОВ М ИСГЗрг",-ЕЛЕ; l3 уСтановки 01НИ-б вЂ” 008, смещ= .а .тнослтельно оси 3 переходной камеры и установочного фланца анали атора масс-спектрометра 1 на 15 мм. Знер оанализатор б содержит двв пары Откл0няющ cK и Iàcти ради c кривизны осевой тсаектории В=30 мм, угол отклоо нения ионов B каждой паре плзстлн р-63 расстояние между пластинамл d-l,5 мм.

Пластины устачов,ены и подключены встречно-последовательно, - з позволяет сформировать на вых де дифференцироэтом вход знео-оанали. атора совмещается с осы исследуемого пучка, ионн ь и пучок на вь ходе эне;.гоаналлзатора попадает на ось масс-aнanизa параллельно исследуемому пучку на расстояние 30 мм, Дополнитель,.ый ионизатор 8 имеет режимы аналогично описанным режимам лонизатора

5, сам же ио .изатор 5 настроен постоянно как Mol ная линза для повышения чувствительности энeproMacc-анализатора, Диффеен o. ьный ион <ый TDK JQ голу ахают при ф ксированной разнг сти потенциал0B на пластинах энергоанализатора. Полный ток

Jn через энергоанализатор и масс-спектрометр получают, интегрируя выходной TQK B пОлнОм диапазоне измеряемых энергий. Отношение величин p= Ja/jn характеризует разрешающую способность энергоанализатора. Пропускную способность или светосилу характеризует отношение интегрального ионного тока через энергоанализатор к току

Jn через масс-спектрометр в г,рямом массанализе К-) /).

55 ленкя по энергии учитывают, что перегибы и немонотонные участки с шириной

ЗJ ванный по энергии пучок ионов, параксиальный исследуемому и смещенный в пространстве на величину 2h=-30 мм. радиус R выбирают иэ соотношения

R = вЂ” 30мм, h

1 вЂ” cos p

Такая конструкция энергоанализатора дает воэможность проводить дифференциальный энергомасс-анализ, прямой массаналиэ. используя одну вакуумную камеру, что достигается за счет разворота массспектрометра. 1 вокруг оси 3 его установочного фланца 4 и переходной камеры 9.

Энергомасс-анализатор работает следующим образом.

Сначала устанавливают и юстирую- камеру 9 и масс-спектрометр 1 относительно оси 12 исследуемого пучка, При исследовании нейтральных частиц ионизатор 5 массспектрометра включен согласно технического описания. Для анализа заряженных частиц плазмы катоды иониэатора отключают, остальные режимы устанавлива от по максимуму ионного тока масс-спек ром:-ра Полу аемые масс-спектры регистрируют на д.диаграммной ленте, либо заносят в нак .-., 1ель автоматизированной регистрирующеl си" е,. ы B виде числовых массивов.

Знергомасс-анализ проводят после разворота анализатора масс-спектрометра на 180 от первоначального положения и после йодвода энергоанализатора. При

При интерпретации функций распреде1707651

Составитель Н,Катинова

Техред М.Моргентал Корректор М.Шароши

Редактор В.Данко

Заказ 270 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 вЂ” (Р следует относить к флуктуациям, ЬР поэтому фильтрацию энергетических распределений проводят no p

Описанный анализатор значительно расширяет функциональные возможности 5 масс-спектрометрии. Масс-спектрометр сохраняет свои функции газоаналиэатора.

Г1ри выключенном энергоанализаторе можно исследовать процессы газовыделений в плазме, поскольку на вход масс-анализато- 10 ра не попадают заряженные частицы, При исследовании плаэмохимических реакций получают совместные масс-спектры ионов плазмы и газообразных радикалов реагентов, что реализуется при включенном энер- 15 гоанализаторе и ионизаторе 5 масс-спектрометра, Если исследуемая плазма содержит значительное число нейтральных частиц, включают дополнительный ионизатор 8, который позволяет получать 20 распределения по энергии нейтральных частиц.

Получаемые с помощью описанного анализатора энергетические распределе- 25 ния имеют достаточно достоверный характер после программной обработки этих результатов на основе определенных разрешения по энергии и светосилы энергоанализатора. Объяснение физических процесс=в 30 на основе получаемых с помощью аналиэатора энергомассовых характеристик ионсв обладает достаточног; корректность о при интерпретации их на основе экспериментально определенных параметров энергомасс-анализатора.

Формула изобретения

Энергомасс-анализатор, содержащими ионный источник. двойной цилиндрический энергоанализатор, масс-анализатор и детектор, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения проведения прямого масс-анализа в одной вакуумной камере, масс-анализатор выполнен с возможностью поворота его на 180 относительно оси, проходящей через точку перегиба траектории движения ионов в энергогнализаторе, и парамэсляной оси входной диафрагмы, а энергоанализатор снабм ен уэ ом перемещения с возможностью его отвода при проведении прямого масс-анализа. причем основные конструктивные параметры энергогнализатора связаны между собой соотношением

R-1 вЂ” cos р где R вЂ” радиус кривизны осевой траектории движения ионов в энергоэналпэаторе,м, h вЂ” расстоян е ме:i:äó осью масс-гнализг и осью разворота, проходящей через т чку перегиба осевой траектории, м; у вЂ” угол отклонения 8 каждой паре -ластин, рад.

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано для диагностики высокоскоростных потоков нейтральных частиц в физике молекулярных пучков, в газодинамике, металловедении

Способ масс-разделения ионов по времени пролета и устройство для его осуществления // 2398308

Изобретение относится к области масс-анализа ионов в двумерных линейных электрических ВЧ полях и может быть использовано для улучшения аналитических и конструкционо-технологических характеристик динамических масс-спектрометров

Способ структурно-химического анализа органических и биоорганических соединений на основе масс-спектрометрического и кинетического разделения ионов этих соединений // 2402099

Изобретение относится к методам и технике химического анализа органических и биоорганических соединений путем разделения ионов по отношению массы к заряду

Способ структурно-химического анализа органических и биоорганических соединений при разделении ионов этих соединений в сверхзвуковом газовом потоке, направленном вдоль линейной радиочастотной ловушки // 2420826

Способ масс-спектрометрического анализа газовой пробы в тлеющем разряде и устройство для его осуществления // 2529009

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано при анализе окружающей среды, идентификации и определении количества примесей различных химических веществ в окружающем воздухе, в технологических процессах, контроле выдыхаемого воздуха при диагностике и лечении различных заболеваний. Способ включает создание тлеющего разряда в потоке ионизирующего газа, подачу потока ионизирующего газа вместе с исследуемой газовой пробой, направленной вдоль оси потока ионизирующего газа в реактор, ионизацию компонентов газовой пробы в присутствии фокусирующего радиочастотного электрического поля при давлении в реакторе в диапазоне 0.03-3 миллибар, транспортировку ионов к масс-анализатору и масс-спектральную регистрацию образующихся ионов. Еще одним аспектом изобретения является устройство для масс-спектрометрического анализа, описанного выше, состоящее из источника тлеющего разряда, канала для подачи ионизирующего газа, реактора для ионизации компонентов газовой пробы, блока транспорта ионов и масс-анализатора, новизна которого заключается в том, что оно дополнительно содержит фокусирующий радиочастотный ионно-оптический элемент, расположенный внутри реактора вдоль его продольной оси, при этом источник тлеющего разряда объединен с каналом для ионизирующего газа. Технический результат - повышение чувствительности и упрощение процесса. 2 н. и 11 з.п. ф-лы,5 ил.

Способ анализа примесей в газовых смесях при их напуске в виде внеосевого сверхзвукового газового потока через источник электронной ионизации и радиочастотный квадруполь с последующим выводом ионов в масс-анализатор // 2576673

Изобретение относится к методам и технике химического анализа примесных соединений в газах на базе сочетания разделения ионов этих соединений по отношениям массы к заряду, подвижности, устойчивости к столкновительной фрагментации ионов и масс-анализа ионов-продуктов этой фрагментации. Способ основан на предварительном разделении ионов в линейной радиочастотной ловушке, поступающих в нее вместе с профилированным сверхзвуковым газовым потоком, создающим относительно небольшую дополнительную плотность газа вблизи оси этой ловушки. Ловушка сопряжена с масс-анализатором, например, времяпролетным масс-спектрометром с ортогональным вводом ионов. Разделение ионов, образованных в источнике электронной ионизации, производится на базе различий этих ионов в энергиях появления, в массах, зарядах, подвижности, сечениях взаимодействия с метастабильно-возбужденными частицами и устойчивости к столкновительно-индуцированной диссоциации. Оно организуется при воздействии на эти ионы переменных и постоянных электрических полей, создаваемых внутри ловушки, в том числе и зарядами ионов с относительно малыми m/z, сфокусированных вблизи оси ловушки. Технический результат - повышение селективной изоляции выбранных ионов по сравнению с известными газонаполненными линейными радиочастотными ловушками и эффективно управляемой их столкновительно-индуцированной диссоциации внутри одной и той же ловушки. 22 з.п. ф-лы, 10 ил.