Ионный источник масс-спектрометра Советский патент 1991 года по МПК H01J27/02 

Изобретение относится к области масс-спектрометрии и может быть использовано для изотопного анализа образцов твердой фазы.

Известны ионные источники массспектрометров для анализа твердых образцов методом ионизации на поверхности.

Известные источники рассчитаны на проведение в процессе опыта анализа лишь одной пробы. Ближайшим техническим решением является ионный источник масс-спектрометра для одновременного анализа нескольких проб твердых веществ, содержащий неподвижный испаритель с лентами по числу проб и систему коррекции траекторий ионов.

В известном источнике использует.ся система коррекции электростатического типа, вьтолненная задело с ионно-оптической системой источника.

Недостатки известного источника - сложность конструкции из-за наличия

(Л

в ионной оптике дополнительного электрода электрической- коррекции траекторий ионов, что не позволяет реализовать это устройство в серийных приборах без их серьезной доработки,

00 и трудоемкость процедуры замены лент

и нанесения образцов, требующей значительного времени затрат на разборку источника.

f

Целью изобретения является упрощение конструкции источника и сокращение времени перезарядки лент.

Эта цель достигается тем, что в известном полном источнике массспектрометра для одновременного анализа нескольких проб твердых веществ, содержащем неподвижный испаритель

с лентами по числу проб и систему коррекции траекторий ионов, система коррекции траекторий ионов выполнена в виде электромагнита, установленного так, чтобы напряженность магнитного поля была направлена вдоль лент.

Конструкция источника представлена на чертеже.

К основанию 1 из нержавеющей стали и запрессованным в него изолированным с помощью слюдяных прокладок 2 вкладышам 3 по числу анализируемых проб (например, четыре) приварены точечной сваркой ленты 4,выполненные из вольфрамовой или танталовой фольги. Для локализации пробы и уменьшения температурной деформации лент в их центре выштамповано .полукруглое углубление, как это показано на рисунке. Ленты установлены строго симметрично относительно щели 5 вытягивающего электрода, что контролируется с помощью вспомогательной цилирздрической оправки (на рисунке не показана), вкладываемой в канавки 6 основания при сборке узла. Держатель 7 из нержавеющей стал установлен на керамических стойках ионо-оптической системы серийного источника масс-спектрометра аналогично анодному коробку в газовом варианте. Основание по боковым направляющим вставлено в держатель и зафисировано снизу пружиной 8 из фосфористой бронзы. Независимый подогрев лент осуществляется с помощью четырех изолированных от основания электродов 9 и гибких проводников, соединенных с электродами и катодными стойками источника. Блок питания ленточного источника масс-спектрометра дополнен переключателем, коммутирующим поочередньш нагрев лент. Внешний электромагнит, аналогичный фокусирующему магниту ионного источника с электронным ударом,установлен на камере анализатора массспектрометра таким образом, чтобы магнитные силовые линии его бьши направлены вдоль лент, как это услоно изображено на рисунке.

Источник работает следующим образом.

Ленты 4 с нанесенными на них пробами анализируемых веществ устанавливаются в источник, а сам источник пристыковывается к масс-сепаратору. Поочередно в порядке анализа нагревают ленты до температур, обеспечивающих достаточную степень ионизации пробы. В зависимости от анализируемой пробы изменяют магнитное поле корректирующего электромагнита так, чтобы обеспечить максимальное попадание ионов в щель ионно-оптичекой системы, руководствуясь формулой:

tg ,

- угол коррекции;

где

--- - удельный заряд ионов;

В - магнитная индукция;

d - эффективная длина области магнитного поля;

V - скорость иона. Качество коррекции, контролируется по интенсивности и форме пиков, регистрируемых масс-спектрометром.

Существенность замены электрической коррекции в известном источнике на магнитную состоит в том, что в данном устройстве не требуется вводить в ионный источник дополнительных электродов, которые усложняют конструкцию источника, требуют дополнительных высоковакуумных вводов подачи на них корректирующей разности потенциалов и искажают электрическое поле в области формирования ионного пучка.

Изобретение позволило использоват серийные источники масс-спектрометров без существенных переделок, а испаритель с лентами выполнить в виде отдельного узла, легко заменяемого без разборки источника.

Изобретение позволяет повысить производительность масс-спектрометрического анализа, производимого с помощью серийных масс-анализаторов.

ИОННЫЙ ИСТОЧНИК МАСС-СПЕКТ- ; РОМЕТРА для одновременного анализа нескольких проб твердых веществ,содержащий неподвижный испаритель с лентами по числу проб и систему коррекции траекторий ионов, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции источника и сокращения времени перезарядки лент, система коррекции траекторий ионов выполнена в виде электромагнита,установленного снаружи источника ионов так, чтобы вектор напряженности магнитного поля был направлен вдоль лент.