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磁场增强:提高离子强度,延长电子寿命

时间:2023-11-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:磁场会改变电子的运动轨迹,提高电子的寿命,使得通过电子碰撞电离的概率增加,从而提高离子强度。Bentz[27]等在由两个同心圆电极组成的简单辉光放电源中,用电磁铁施加不同强度的磁场,表明当磁场达到一定强度后,在不同的放电气压下能使离子信号强度增强6~9倍。Bentz的实验表明在放电电流为30mA时,不加磁场情况下,维持放电的最低气压约为120Pa;而施加0.03~0.045T的磁场后,维持放电的最低气压降低4~5倍。

磁场增强:提高离子强度,延长电子寿命

辉光放电离子源中,电子碰撞是产生离子的主要渠道之一,而带负电的电子很容易受磁场的影响。在直流和射频辉光放电源中,当施加磁场时,无论磁场与电场方向平行还是垂直,都可以增强GD-MS分析的离子强度。磁场会改变电子的运动轨迹,提高电子的寿命,使得通过电子碰撞电离的概率增加,从而提高离子强度。相比电子,由于离子的质量大,受磁场的影响较小。

Bentz[27]等在由两个同心圆电极组成的简单辉光放电源中,用电磁铁(可调节磁场强度)施加不同强度的磁场,表明当磁场达到一定强度后,在不同的放电气压下能使离子信号强度增强6~9倍。磁场使阴极暗区的厚度减小,而放电气压与阴极暗区的厚度的乘积被认为是常数[28],因此磁场增加的效果和增大放电气压相似。Bentz的实验表明在放电电流为30mA时,不加磁场情况下,维持放电的最低气压约为120Pa;而施加0.03~0.045T的磁场后,维持放电的最低气压降低4~5倍(约26.6Pa)。Saprykin等[29]用射频辉光放电质谱直接测量玻璃中的痕量元素时,在样品后面放置环形磁铁,也获得了增强的离子信号。

Wei Juan等[30]在射频辉光源中比较了磁体(钕铁硼磁铁)的不同放置方式(放在样品后面,如图1.17所示)时,磁场对检测信号增强的效果。实验发现,用rf-GD-MS对晶体陶瓷、玻璃等固体样品直接测量时,施加磁场都能获得增强的质谱信号,但采用“横向叠加磁铁”方式效果最明显,并且在相同磁场强度情况下,叠加的磁铁块数越多,信号增强效果越好。(www.xing528.com)

图1.17 不同方向的磁铁排布[30]

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