Способ атомно-флуоресцентного анализа

(Я)5 6 01 й 21 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ СТ(57) Изобретение относится к аналитической химии и предназначено для определения микросодержаний кремния в чистом индии. Целью изобретения является снижение нижней границы определения кремния в индии. Способ включает удаление загрязненного поверхностного слоя пробы путем распыления его постоянным потоком ионов с плотностью тока 0,01-0,02 А/см 2, атомизацию кремния распылением очищенной поверхности пробы импульсами ионного тока плотностью 3-4 А/см, длительно 2стью 10-16 мкс и скважностью 10.-10, пропускание через аналитическую зону импульсов возбуждающего излучения при времени между началом импульса ионного тока и началом импульса излучения 16-20 мкс и атомно-флуоресцентное определение кремния. 5 табл,относится к аналитиченазначено для определеаний кремния в чистом Нижняяжаний даннмас. и огрправки контет определямас Наиболее близким к предлагаемому способу является способ атомно-флуоресцентного анализа с атомизацией проб ионным распылением. Достигнутое значение нижней границы определений кремния этим способом составляет 110 з мас,%.Недостатком этого способа является высокое значение нижней границы определений кремния, что не позволяет опредеК АВТОРСКОМУ СВИДЕ(71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленностиГиредмет"(56) Зайдель А,Н. Атомно-флуоресцентныйанализ. Л.: Химия, 1983, с, 54,боц 9 Ь 0.3. Ме 1 бгцп 1 Я, Иоп-б 1 зрегз 1 чеасов 1 с Лцогезсепсе зрес 1 гове 1 ег аког йеб 1 гест бесегв 1 пабоп оГ ве 1 а 1 з. Апа 1. СЬев.1980; ч. 52, по 4, р, 642-646.(54) СПОСОБ АТОМНО-ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО АНАЛИЗА Изобретениеской химии и предния микросодержиндии.При производстве чистых металлов и полупроводниковых материалов возникает необходимость определения злементовпримесей на уровне содержаний 10 10мас Одним из элементов, существенно влияющих на свойства чистого металлического индия,. является кремний.Известен способ, использующий-реакционную газовую экстракцию для атомноабсорбционного определения кремния в чистом индии,граница определяемых содерым способом составляет 2 10аничивается колебаниями поольного опыта, что не позволяь кремний на уровне 106 - 107лять кррмниЦ в индии на уровне содержаний 10 - 10 масЦелью изобретения является снижение нижней границы определения кремния в индии.Поставленная цель достигается тем, что загрязненный поверхностный слой пробы предварительно удаляют, распыляя его постоянным потоком ионов инертного газа с плотностью тока 0,01-0,02 А/см, а атоми 2зацию кремния осуществляют, распыляя очищенную таким образом поверхность пробы импульсами ионного тока плотностью 3-4 А/см,улитльностью 10-16 мкс игскважностью 10 -10 при времени задержки между началом импульса ионного тока и моментом появления импульса излучения, возбуждающего флуоресценцию кремния 16-20 мкс.Способ осуществляется следующим образом.Определение кремния в индии проводят на лазерном атомно-флуоресцентном спектрометре, в котором используют атомизацию профы ионным распылением, Лазер спектрометра настраивают на длину волны, соответствующую длине волны возбуждения атомов кремния. Регистрирующую схему спектрометра настраивают на длину . волны, соответствующую флуоресцентному излучению атомов кремнияЗатем пробу анализируемого индия помещают в камеру атомизатора и камеру закрывают. Находящийся в камере воздух откачивают и в объем камеры подают аргон с расходом,.обеспечивающим рабочее давление аргона при непрерывной его откачке турбомолекулярным насосом. Включают разряд и устанавливают постоянный ионный ток разряда, равный 0,04-0,08 А, при котором плотность тока ионов, бомбардирующих поверхность пробы, составляет 0,01- 0,02 А/см . В этом режиме осуществляют предварительную очистку поверхности пробы индия в течение 10 - 20 с.После этого с целью определения объемного содержания кремния в образце очищенную поверхность распыляют импульсами ионного тока плотностью 3 - 4 А/см длитель 2ностью 10-16 мкс и скважностью 10 -10 при времени задержки между началом импульса ионного тока и моментом появления излучения, возбуждающего флуоресценцию кремния, 16-20 мкс.Аналитическим сигналом служит сумма сотни импульсов флуоресценции кремния и фона за вычетом суммы сотни импульсов фона, измеренного при остройке возбуждающего излучения лазера на 0,03 нм от на 10 20 строенного на резонансную длину волны излучения, возбуждающего атомы кремния.Содержание кремния в индии находят по уравнению градуировочного графика, полученному по аналитическим сигналам синтетических образцов индия с известными объемными содержаниями кремния. Аналитические сигналы получают в указанных режимах работы спектрометра.П р и м е р . Пробу анализируемогоиндия с содержанием кремния 1,25 "10 мас., выполненную в виде диска диаметром 30 мм и толщиной 0,5-3 мм, помещают в камеру атомизатора и камерузакрывают. Находящийся в камере воздух откачивают до остаточного давлениям 0,25 Па и в объем камеры подают аргон с расходом, обеспечивающим его рабочее давление к 0,8 Па при непрерывной откачке газа из камеры атомизатора турбомолекулярным 40 45 50 55 от резонансного излучения лазера, настроенного на длину волны возбуждения атомов кремния,Измеренный сигнал флуоресценции кремния оказался равным 310 . Содержание кремния находят по уравнению грауировочной характеристики А = 2,3 10 с, где А - аналитический сигнал, с - содержание кремния, которое равно 1,4 10 мас.,4, что хорошо согласуется с паспортными данными,Нижняя граница определяемых содержаний кремния в металлическом индии, найденная из уравнения градуировочной характеристики по 38-критерию колебаний поправки контрольного опыта, равному при А - 3 " 72, составила 3 10 мас.ф 6, что примерно в 3 10 раэ меньше известной,В табл. 1 представлены режимы распыления загрязненной поверхности образцов индия. насосом, Включают разряд и устанавливают постоянный ток, равный 0,06 А, при котором плотность тока ионов, бомбардирующих поверхность пробы индия, составляет 25 0,015 А/см, В этом режиме осуществляют2предварительную очистку поверхности пробы индия в течение 13 с.После этого очищенную поверхностьпробы индия распыляют импульсами ионно го тока плотностью 3,5 А(см, длительностью 10 мка и скважностью 510 при времени задержки между началом импульса ионного тока и моментом появления излучения, возбуждающего флуоресцен цию крем ния, 18 мкс.Из суммы сотни импульсов общего сигнала флуоресценции и фона вычитают сумму сотни импульсов фона, измеренного при отстройке лазерного излучения на 0,03 нм1728738 5 В табл, 2 дано обоснование рабочего интервала значений плотности ионного тока при импульсном распылении образца, Содержание кремния в образце 1,25 ф 10 мас длительность импульса 5 ионного тока 10 мкс, скважность импульсов 510, время задержки между началом импульса тока и моментом возбуждения флуоресценции кремния 18 мкс.В табл. 3 дано обоснование рабочего 10 интервала длительности импульсов ионного тока. Сорержание кремния в образце 1,2510 мас скважность импульсов 5 х 104, время задержки между началом импульса така и моментом возбуждения флуо ресценции кремния 18 мкс, плотность ионного тока в импульсе 3,5 А/см,В табл. 4 приведены значения рабочего интервала скважности импульсов ионного тока. Содержание кремния в образце 20 1,25 10 6 мас., длительность импульсов 10 мкс, время задержки между началом импульса тока и моментом возбуждения флуо; ресценции кремния 18 мкс, плотность ионного тока в импульсе 3,5 А/см . 25В табл. 5 показаны значения рабочего интервала времени задержки г между началом импульса ионного тока и моментом появления излучения, возбуждающего флуоресценцию кремния. 30 Таблица 1 Таблица 2 7,5 109,0101,1 101,210Проявляется неустойчивость горения тлеющего разряда, распыление пробы неравноме но по паве хности об азца 2,5 3 3,5 4 4,5Плотность ионного тока в импульсе,А/смСодержание кремния в образце 1,25 1 0масс., плотность ионного тока в импульсе 3,5 А/см, длительность импульса ионного тока 10 мкс, скважность импульсов 5104По известному пособу определение кремния на.уровне 1,2510мас. не представляется возможным ввиду недостаточной чувствительности метода, поэтому сопоставление результатов не приведено.Формула изобретения Способ атомно-флуоресцентного анализа, включающий атомизацию пробы импульсным распылением ее поверхности ионами инертного газа, пропускание через аналитическую зону возбуждающего излучения и атомно-Флуоресцентное определение кремния, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью снижения границы определения кремния в металлическом индии, загрязненный поверхностный слой пробы предварительно удаляют, распыляя его постоянным потоком ионов с плотностью тока 0,01 - 0,02 А/см, а атомизацию кремния осуществляют, распыляя очищенную поверхность пробы импульсами ионного тока плотностью 3 - 4 А/см,4 длительностью 10-16 мкс и2скважностью 10 -10 при времени задержки между началом импульса ионного тока и началом импульса излучения, возбуждающего флуоресценцию кремния, 16-20 мкс. Значение сигнала флуоресценции к емния, сл. е;,м ровень аналитического сигнала,Сигнал флуоресценц основная доля атомов х тела до аналитичес возбуждается фл 8,410 12 10 9,6 10 Сигнал флуоресценц основная доля атома покинула аналитиче возб ждается лии слаб, та ремния ещ кой зоны, уоресценц г к как не доле де 16 ии слаб, так кав кремния ужескую зону гдео есценция Составитель И,МайорТехред М.Моргентал Редактор ктор О. Кундрик ков Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, РаушСкая наб 4/5 каз 1403 ВНИИПИ Гос изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10