Felületi ionizáció

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2019. május 20-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 5 szerkesztést igényelnek .

A felületi ionizáció egy elemzési módszer.

A tömegspektroszkópiában a molekulák és atomok felületi ionizálásának vagy termikus ionizálásának módszerét alkalmazzák. A pozitív töltésű ionok árama a felületi ionizáció során a Saha-Langmuir képlet szerint határozható meg: $I$

{I}_{i}={\frac {e\nu \gamma _{i}S}{1+A^{-1}\exp(e(V-\phi -(eE)^{ 1/2})/kT)}}

ahol az elektrontöltés, a részecskék (atomok, klaszterek vagy molekulák) felületére irányuló fluxusa, az i-edik deszorbeáló részecskék egyedi együtthatója, az adszorbeált emitter részecske konkrét kölcsönható párjától függően, amely tükrözi a hatékonyságot képződésük és deszorpciójuk munkafüggvénye, – a kibocsátó felület területe, a töltött és a semleges i-edik részecske összes statisztikai összegének aránya, a Boltzmann-állandó, az emitter hőmérséklete , az elektromos térerősség az emitternél. Az ionáram nagysága és a megfigyelt tömegspektrum mind az ionizálható vegyület tulajdonságaitól, mind a felület tulajdonságaitól függ. $e$ $\nu$ $\gamma _{{i}}$ $\phi$ $S$ $A$ $k$ $T$ $E$

A legtöbb tömegspektrométerben az elektromos mezőt húzó ionok nem haladják meg a 10 4 V/cm-t, így a kifejezés elhanyagolható: $eE$

${I}_{i}={\frac {e\nu \gamma _{i}S}{(1+A^{-1}\exp(e(V-\phi )/kT)/ A)}}$

A negatív töltésű részecskék áramára írhatunk

${I}_{i}={\frac {e\nu \gamma _{i}S}{1+A^{-1}\exp(e(\phi -\chi )/kT)) }}$

hol van az elektronaffinitás. Az ionokat húzó elektromos tér előjelétől függően pozitív vagy negatív töltésű ionokat regisztrálunk. $\chi$

Ebből a képletből következik, hogy a felületi ionizációnak két esete különböztethető meg:

Könnyű ionizáció, ha az érték

$e(\phi -V)\gg kT$

$e(\chi -\phi )\gg kT$

akkor minden felületre eső részecske ionizálódik.

2. Nehéz ionizáció, amikor

$e(V-\phi )\gg kT$

$e(\phi -\chi )\gg kT$

akkor a nevezőben lévő egység elhanyagolható, és megfigyelhető az ionáram exponenciális függése a hőmérséklettől:

${\displaystyle {I}_{i}=e\nu \gamma _{i}SAe^{(e(\phi -V)/kT)))$

${\displaystyle {I}_{i}=e\nu \gamma _{i}SAe^{(e(\chi -\phi )/kT)))$

Az a hőmérséklet, amelyen az atomok és molekulák felületi ionizációja megfigyelhető, általában meghaladja a 700 K-t.

Ionkibocsátóként olyan tűzálló elemeket használnak, mint a volfrám, molibdén vagy ezek oxidjai. Az emitter működési funkciója a volfrámszalag 4,5 eV-tól az irídium szalag 5,8 eV-ig terjed. Volfrám-oxid emitter esetén a munkafüggvény maximális értéke 6,7 eV érhető el. Az emitter munkafüggvényének ilyen értékei korlátozzák az atomok és molekulák ionizációját: nehéz kimutatni a 9,0 eV-nál nagyobb ionizációs potenciállal rendelkező részecskéket.

Irodalom

Zandberg E. Ya., Ionov N. I., Surface ionization , M., 1969;
Zandberg E. Ya., Ionov N. I., Fizikai és kémiai kutatás módszerei a felületi ionizáció jelenségén alapulva , in: A modern fizika problémái. A. F. Ioffe, L. születésének 100. évfordulójára, 1980;
Zandberg E. Ya., Rasulev U. Kh., Organikus vegyületek felületi ionizációja , "Advances in Chemistry", 1982, 51. v., c. 9;
Zandberg E. Ya., Nazarov E. G., Rasulev U. Kh., A felületi ionizáció nem stacionárius folyamatainak alkalmazása a részecskék szilárd test felületével való kölcsönhatásának vizsgálatában "Izvestiya AN SSSR, ser. fiz." , 1985, 49. v., in . 9. o. 1666.