Способ определения параметров высокоскоростного пучка
Формула | Описание | Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Формула
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО МОЛЕКУЛЯРНОГО ПУЧКА, содержащий операции ионизации и разделения ионного пучка путем развертки спектра масс электрическим напряжением и регистрации пиков ионного тока, по величине и положению которых на оси развертки определяют плотность и массовый состав исследуемого пучка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения способа, на пути ионного пучка между камерой ионизации и первой сеткой создают тормозящее электрическое поле, задерживающее фоновые ионы с тепловыми скоростями, а напряжение развертки прикладывают между первой сеткой и селекционирующей системой анализатора, измеряют пик выбранного компонента, затем увеличивают потенциал тормозящего электрического поля до значения, при котором величина выбранного пика уменьшается в два раза, снова регистрируют величину и положение выбранного пика на оси развертки и значение тормозящего потенциала, по которому определяют величину скорости выбранного компонента молекулярного пучка.
Описание
Целью изобретения является повышение точности определения параметров молекулярного пучка и упрощение способа при анализе активных компонентов высокоскоростных пучков за счет уменьшения фона и исключения влияния начальной скорости пучка и сокращения ряда технологических операций.
Способ реализуется следующим образом.
Молекулярный пучок пропускают через анализатор радиочастотного масс-спектрометра. В камере ионизации анализатора определенная часть нейтральных частиц пучка и остаточной атмосферы преобразуется в положительные ионы практически без изменения их исходной скорости.
Поле, тормозящее ионы между первой сеткой анализатора и камерой ионизации, препятствует проникновению в селекционирующую систему анализатора ионов с тепловыми скоростями, образованными в камере из фоновых молекул и частиц пучка, испытавших столкновение со стенками анализатора, т.е. тех частиц, которые увеличивают погрешность. Положительный потенциал Uт "вытягивающей" сетки должен быть достаточен для торможения ионов с тепловой скоростью из "хвоста" распределения.
Потенциалом
Uт>

где К постоянная Больцмана;
е заряд электрона, задерживаются более 99,4% частиц с температурой Т.
Сквозь "первую сетку" на селекционирующую систему проходят ионы с высокой направленной скоростью, образовавшиеся из нейтральных частиц собственно пучка. Таким образом, обеспечивается анализ истинного состава пучка. Точность измерения плотности при этом определяется только погрешностью самого анализатора, которая составляет 10%
Между "первой сеткой" и селекционирующей системой анализатора создают ускоряющие ионы поле, которым осуществляют развертку масс. Под действием этого поля ионы приобретают направленную скорость, зависящую от их массы. Проходя селекционирующую систему, которая настроена на определенное значение скорости (синхронную скорость), ионы получают в зависимости от своей скорости, а следовательно, и массы, различный прирост энергии. Максимальный прирост энергии получают ионы с синхронной скоростью. Задерживающая сетка с соответственно подобранным потенциалом пропустит на коллектор только эти синхронные ионы, которые вызовут пики ионного тока в моменты совпадения скорости ионов определенной массы с синхронной скоростью. Величина пиков пропорциональна плотности высокоскоростных частиц выделенной массы.
Дальнейшее повышение тормозящего потенциала на "первой сетке" приводит к задержке и высокоскоростных ионов, что уменьшает амплитуду регистрируемого пика ионного тока. Когда потенциал сетки, тормозящий ионы, достигнет величины UТ1/2М, соответствующей средней скорости



Uмт 1/2=




В моменты уменьшения амплитуды пиков в 2 раза отмечают значение тормозящего потенциала на сетке UT1/2iM, величину пика ионного тока I1/2iM и положение пиков на оси развертки UPiM. Массу Мi составляющей пучка определяют по формуле:
Мi КUpiM, где К постоянная развертки масс-спектрометра, указанная в паспорте прибора. Скорость i компоненты пучка



Плотность i составляющей пучка ni определяют по формуле
ni 2I1/2i-M






Ионы, потерявшие направленную скорость

Развертку масс осуществляют относительно потенциала "первой сетки", при этом восстановления начальной скорости не происходит, и при значении потенциала U1/2 смещение шкалы масс


Таким образом, смещение шкалы масс следующее:



где




Способ может быть реализован с помощью схемы, представленной на чертеже, которая содержит источник 1 молекулярного пучка, коллиматор 2, анализатор 3 радиочастотного масс-спектометра, электронный блок 4, потенциометр 5, регистратор 6. В анализаторе 3 имеются камера 7 ионизации, так называемая "первая" сетка 8, задерживающая сетка 9; в электронном блоке 4: генератор 10 развертки, генератор высокой частоты 11, источник питания 12, электрометрический усилитель 13.
Анализируемый пучок от источника 1 направляют через коллиматор 2 на анализатор 3. Развертку масс осуществляют пилообразным напряжением с генератора 11 развертки относительно потенциала сетки 8, которую для этого заземляют соединяют с корпусом установки. Между сеткой 8 и камерой 7 ионизации создают поле, тормозящее ионы, прикладывая к камере 7 отрицательное относительно корпуса напряжение от источника питания 12.
С помощью потенциометра 5 устанавливают величину этого напряжения, равную
Uт=

Регистрируют пики ионного тока с усилителя 13 на регистраторе 6. Подстройкой напряжения Uз на задерживающей сетке анализатора 3 добиваются необходимой степени разрешения и подавления гармонических пиков по известной методике. Увеличивают величину тормозящего поля сетки 8 с помощью потенциометра 5 и наблюдают за амплитудой пиков ионного тока. В моменты уменьшения амплитуды пиков в 2 раза отмечают значение тормозящего поля на сетке 8, величину пика ионного тока и положения пиков на оси развертки, которые учитывают при вычислении параметров пучка по приведенным выше формулам.
Рисунки
Заявка
3556341/21, 18.02.1983
Быстрова Н. В, Геков А. Ф, Кубарев Ю. В, Похунков А. А, Черник В. Н
МПК / Метки
МПК: H01J 49/36
Метки: высокоскоростного, параметров, пучка
Опубликовано: 20.07.1995
Код ссылки
<a href="https://patents.su/0-1181455-sposob-opredeleniya-parametrov-vysokoskorostnogo-puchka.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ определения параметров высокоскоростного пучка</a>
Предыдущий патент: Усилитель мощности
Следующий патент: Устройство для изготовления обрезиненного кордного полотна
Случайный патент: Пневматическое ударное устройство