SU784601A2 - Источник ионов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области аналитического приборостроени  и может быть использовано дл  получен высокой чувствительности масс-спект рометрических приборов, Известен источник ионов, содер-f жащий ионизационную камеру, выполне ную в виде усеченного конуса, электронную пушку и систему выт гивани и ускорени  ионов, расположенную со стороны большего основани  камеры . Ионизационна  камера выполнена с цилиндрическим участком со стороны ее меньшего основани , име ющим прорези дл  ввода электронов в камеру, диаметр отверсти  в выхо ном электроде системы выт гивани  и ускорени  меньше диаметров отвер стий в остальных электродах этой системы l 3. Этот источник обеспечивает сбор и выт гивание ионов из широкой области ионизации. Хот  область ионизации этого источ .ника, из которой выт гиваютс  ионы имеет значительно большие размеры, чем у других типов, недостатком :его  вл етс  снижение коэффициента переработки вещества при увеличе:НИИ диаметра ионизационной камеры :более 10 мм и тока эмиссии более j1 мА. Увеличение области ионизации ухудшает услови  фокусировки ионного пучка, так как. ионы образуютс  в довольно обширном пространстве, что приводит к снижению коэффициента собирани  ионов, а последнее отражаетс  на коэффициенте переработки вещества. При увеличении тока эмиссий более 1 мА пространственный зар д экранирует область образовани  ионо от вли ни  электрического пол  ионной пушки. Поэтому извлечение ионов происходит только с поверхности области ионизации и при увеличении тока .эмиссии от t до 10 мА заметного увеличени  ионного тока не наблю даетс . Такие источники не позвол  ют осуществить дальнейшее увеличение чувствительности масс-спектрометров . Целью изобретени   вл етс  повы шение коэффициента выхода ионов в режиме пространственного зар да эл тронов, Цель достигаетс  тем, что в источнике ионов, содержащем иониза ционную камеру, выполненную в виде усеченного конуса, электронную пушку и систему выт гивани  и ускорени  иоцрв, расположенную со стороны большего основани  камеры, причем ионизационна  камера выполнена с цилиндрическим yчacт oм со стороны ее меньшего основани , имеющего прорези дл  ввода электронов в камеру, а диаметр отверсти  в выходном электроде системы меньше диаметров отверсти  в остальных электродах этой системы, установлены конусообразные экранирующий и выт гивающий электроды , соосные с ионизационной камерой, при этом вершины экранирующего и выт гивающего электродов расположень на уровне верхних границ прорезей дл  ввода электронов в камеру. Отверстие в вершине выт гивающего электрода выбираетс  равным толщине электронного пучка. При выборе тока эмиссии более 2 мА электронный пучок, формируемый кольцевой электронной пушкой, в силу аксиальной симметрии создает на оси источника потенциальную  му. Образующиес  ионы дрейфуют вдоль градиента потенциала, создаваемого электронным пучком, к оси источника. За счет установки экранирующего электрода -исключаетс  вли ние выт гивающего электрода во всей области ионизации , кроме приосевой зоны. За счет установки выт гивающего электрода исключаетс  компенсаци  потенциальной  мы .на оси источника. Поскольку потенциал средней части электронного пучка ниже, чем потенциал ионизационной камеры, веро тность ухода ионов На ее стенки чрезвычайно мала . Дрейф ионоввдоль градиента потенциала , создаваемого электронным пучком, и услови , создаваемые экранирующим и выт гивающим электро дами , привод т к образованию потенциального канала дл  извлечени  и ускорени  ионов. Это обеспечивает возможность расширени  области ионизации практически до очень широких размеров, что обеспечивает увеличение коэффициента переработки вещества . Создание потенциального канала , обеспечивающего извлечение ионов из центра потенциальной  мы, позвол ет увеличить на пор док ток эмиссии электронов, что дополнительно на пор док увеличивает коэффициент переработки вещества. Зависимость от тока эмиссии линейна по

крайней мере до 10 мА, а от давлени до 5-10 мм рт.ст. Дополнительным достоинством такого источника  вл етс  простота обеспечени  малой угловой расходимости ионного пучка, поскольку ионы выт гиваютс  и из узкой области.

Схема предлагаемого источника приведена на чертеже,

Источник содержит ионизационную камеру 1, представл ющую собой конус , переход щий в цилиндр. В цилиндрической части ионизационной камеры сделаны прорези дл  прохождени  пучка , формируемого кольцевой электронной пушкой. В задней стенке проделано отверстие дл  ввода молекул рного пучка. Электронна  пушка .состоит из катода 2, фокусирующего 3 и отражающего электродов. Выт гивающий электрод 5 ионной пушки, выполненный в виде усеченного конуса, защищен экраном 6. Кольцевые диафрагмы 7 предназначены дл  фокусировки ионов .в отверстии выходной диафрагмы , котора  заземлена,..

Работает источник следующим образом . Электроны, эмиттированные

катодом и сфокусированные электронной пушкой в пучок, ионизируют молекулы анализируемой среды. 3 силу аксиальной симметрии плотность объемного зар да возрастает к центру, достига  максимального значени  на оси, В образующейс  потенциальной  ме накапливаютс  положительные ионы Посто нный отсос ионов за счет выт гивающего электрода преп тствует полной нейтрализации пространственного зар да электронов, и вновь образующиес  ионы, непрер)ывно попада  в потенциальную  му, могут покинуть ее главным образом, пролетев через отверстие в выт гивающем электроде.

Таким образом, предлагаемый, источник ионов позвол ет получить коэффициент переработки вещества 0,2 А/мм рт.ст. при токе эмиссии 10 мА, что на пор док больше, чем

|у прототипа. Углова  расходимость ионного пучка меньше 2°(у прототипа 5-6 ). Относительный энергети .ческий разброс составл ет 0,7, при энергии ионов 50 эв, что близко к величине энергетического разброса дл  прототипа.

Claims (1)

1. ИСТОЧНИК ИОНОВ по авт.св.

   № 549ОЗ6, отличающийся тем, что, ,с целью повышения эффективности источника, в ионизационной камере установлены конусообразные экранирующий и вытягивающий электроды·, соосные с ионизационной камерой, при этом вершины экранирующего и вытягивающего электродов расположены на уровне верхних границ прорезей для ввода электронов в камеру.

   se

   1 I Ζ 6 7 1 /⁷ ί 1 X ............