Analys av Atmosfäriska Plasmer

Vid AZoNano

Bordlägga av Tillfredsställer

Inledning
Utrustning
Gasa Analys
PlasmaKarakterisering
Avslutningar
Om Analytiska Hiden

Inledning

Ett Hiden HPR-60 öppningssystem med en 1000 serie för EQP samlas analysatormätinstrumentet användes för atmosfärisk plasmaanalys. Denna specifika provtagningöppning planlades för att tränga igenom plasmakammaren, och att möjliggöra den känsliga mätningen av plasmaet på atmosfäriskt pressa upp till. Att minimera pressa från atmosfäriskt till det kompatibla mätinstrumentet pressar, ett system av tre kottar med lilla öppningar var den van vid dividen som öppningen in i tre arrangerar. Varje arrangerar pumpades separat. MASsoft var van vid hopsamlingdata om friläge-, realitet- och negationart till och med funktionslägena som var tillgängliga till och med MASsoften som kontrollerar programvara.

Utrustning

Det Hiden HPR-60 öppningssystemet är ett molekylärt strålar provtagning samlas spectrometeren. Detta framkallas för preciserar den processaa provtagningen för applikationer liksom plasma etsar och avlagring, kemisk dunstavlagring som är atmosfäriska eller, samla i en klunga forskning, förbränning- och nanoparticlestudier och flödesreaktorer. I ett nummer av applikationer pressar det processaa måste förminskas för att vara kompatibelt till fungeringsen pressar av quadrupolen samlas spectrometeren. Detta kan uppnås av en design, liksom in Figurerar 1.

Figurera 1. Schematiskt av öppningsprovtagningsystem med öppningen storleksanpassar och pumpa lägen.

Provtagningdelen består av flera kammare som avskiljs av öppningar. Varje kammare pumpas separat för att erhålla ett sekventiellt pressar tappar från det ta prov området till och med kammarna till mätinstrumentet. Stunden som använder en optimalkombination av öppningen, storleksanpassar, och pumpa klassar och att ta prov kan utföras på atmosfäriskt pressar, utan exponering av mätinstrumentet till overpressure. Pressa tappar möjliggör ta prov för att återstå som ett sammanhängande strålar, förminskande sammanstötningar between tar prov, och bakgrund gasar, och att avlägsna växelverkan med ytbehandlar och att förbättra exakthet betydligt. Öppningarna kan utbytas, och att ska få effekt moduleringen och stråla fokuserar. Den pumpa effektiviteten maximeras av denna design.

I denna specifika applikation var samlasspectrometeren som var utvald för detta öppningssystem, Hidenen EQP-1000. Denna är en kombinerad sektor 45° sätter in energianalysatorn och samlas spectrometeren med 9mm quadrupolestänger. Samlas spänner alternativ kan väljas från 300, 510, 1000, amu som 2500 ger den bäst kapaciteten till den relevant forskningapplikationen. Trippeln filtrerar är inpassad som standart och att förhöja exakthet, känsligheten och samlas diskriminering.

Gasa Analys

Argon gasar var van vid utvärderar residualen gasar analys (RGA)funktionsläget av programvaran. Som gasa passerar till och med trena arrangerar, kyler den besegrar snabbt och dimerises. Därför är den analyserade signalera den maximala2 amuen för Ar 80, som kan ses in Figurerar 2. Även för art för denna låg koncentration, kan det klart observeras att räkningen klassar var konsekvent över 50.000 räkningar per understöder.

Figurera 2. Bildläsningen för Ar gasar, RGA-funktionsläget.

Det molekylärt strålar justering utvärderades som goda, sedan den jämna bakgrunden, motsvarighet till stråla som den är "OFF", var på ett jämnt av räkningar per understöder. Vanligt ska jämförs detta med den maximala starkaste Aren 40 för att undersöka beloppet av dimerisation. Emellertid var detta maximalt för intensivt för mätning. Hence mättes den maximala sekundära Aren 36 på ett jämnt av ca. 0,3% av det av den maximala Aren 40. De beräknade förhållandena resumeras in Bordlägger 1. Bildläsningarna ses in Figurerar 3a och 3b.

Bordlägga 1. Beräknade förhållanden för Ar-art.

Pumpa Läge

SEM 2000/Räkningar s-1 Förhållande till Ar 80
Ar 80
53.000
1: 1
Ar 36 (0,3%)
2,1 x 106
40: 1
Ar 40 (100%)
7,0 x 108 (extrapolerat)
13.207: 1

Figurera 3a. Samlas bildläsningen för Ar36, RGA-funktionsläge. 
Figurera 3b. Samlas bildläsningen för Ar80, RGA-funktionsläge.

Hence jämnar beloppet av dimerisation och strålakänsligheten till dessa lilla av art beräknades. Mestadels endast mätas den mindre arten genom att använda mätinstrumentet. Samlas higher art utforskas också, Emellertid. Att testa kicken samlas känsligheten av mätinstrumentet, signalera från en ta prov av heptacosafluorotributylaminen, PFBTA (CFN1227), mättes. Denna är en stor sammansättning med ett intensivt nå en höjdpunkt av samlas 219, som kan ses i samlasbildläsningen i RGA-funktionsläget som in ses, Figurerar 4. Det maximalt ses som klart visar att samlaskalibreringen av mätinstrumentet fördjupa det högre samlas upp till.

Figurera 4. Samlas bildläsningen för PFBTA, RGA-funktionsläge.

Att testa upptäckten begränsar av mätinstrumentet, luftar togs prov. Jämnar av krypton, Kr, och Xenon, Xe, drogs ut, genom att söka efter deras huvudsakligt, nå en höjdpunkt, på samlas 84 och 132 respektive. De två bildläsningsresultaten kan ses in Figurerar 5a och 5b.

Figurera 5a. Samlas bildläsningen för Xe, RGA-funktionsläge.

Figurera 5b. Samlas bildläsningen för Kr, RGA-funktionsläge.

Igen klassar räkningarna erbjudande som en indikering av koncentrationen luftar in. Dessa är 700 och 2300 och ungefärligt att motsvara med raritet i den atmosfäriska det normala lufta av 1 ppm och 87 ppm respektive, efter släktingkänsligheten av samlasmätinstrumentet har tagits in i konto.

Elektrontillbehörenergin mättes också för INTE2 i funktionsläge för negationjon RGA. Bildläsningen ses in Figurerar 6 med det starkast signalerar för negationsyrejoner, samlas 16, som är en källa av denna jon.

Figurera 6. Elektrontillbehörbildläsning för RGA-funktionsläge.

PlasmaKarakterisering

Att använda jonanalyskapaciteten av mätinstrumentet, ändrades ta prov från friläge gasar till plasma. För detta experiment ”producerades det atmosfäriska plasmaet” i form av en propane flammar. Spetsen av flamma placerades nästan den första kotteöppningen för optimal provtagning. De bias spänningarna var fastställda på kottarna och pressar tagna läsningar. Dessa villkorar uppsättningen för instrumentera resumeras in Bordlägger 2.

Bordlägga 2. Villkorar för Aren gasar experiment.

Arrangera Diameter/en mm Snedhet/V Pressa Läsning/Torr
Ta Prov
--
--
9,0 x 10-1 (atmos.)
Öppning 1
0,1
+30
7,5 x 10-1
Öppning 2
0,4
-6
4,9 x 10-4
Öppning 3
0,6
-30
2,0 x 10-7

Spänningarna justerades för att erhålla krävd strålar till och med kotteöppningen, tillåten specificerad analys. Optimization av spänningarna förhöjer accelerationen verkställer av pressa tappar och ser till att godan fokuserar på källan.

Figurerar 7a, och 7b visar samlasdatan och energidatan respektive, erhållande från mätinstrumentet i funktionsläge för realitetjon SIMS. Hence endast produceras transporteras joner i plasmaet och besegrar det molekylärt strålar den ska banan analyseras.

Figurera 6a. Samlas Bildläsningen för atmosfäriskt plasma.  
Figurera 6b. JonEnergiBildläsning av atmosfäriskt plasma.

Figurera 7a visar klart den maximala samlas 19. Räkningen klassar av 18.000 föreslår att godan fokuserar längs det molekylärt strålar banan. Annat nå en höjdpunkt är på ett mindre jämnt, men löst från stoja. Figurera shows 6b som energin centreras på nollvolt med ett maximalt av 15.000 räkningar per understöder. Kännetecknen av plasmaet definieras därför.

Avslutningar

Mätinstrumentet fungerar sammanlagt de nödvändiga funktionslägena av RGA som avkänner realitet-, friläge- och negationart. Dessutom tillstånden för öppningssystem som de sekundära jonerna från plasma som ska analyseras på atmosfäriskt, jämnar upp till. Också utseendemässiga potentiella, jonenergier och annat plasmakännetecken kan vara utstuderade. Såväl som förminskande arrangerar pressa till och med av öppningssystemet, de tre kottarna kan ha individspänningar som appliceras till dem. Detta särdrag är användbart för strålar studier.

Om Analytiska Hiden

Analytiska Hiden är en ledande producent av quadrupolen samlas spectrometers för båda forskning och för processaa iscensätta. Deras produkter som Våra produkter tilltalar ett olikt, spänner av applikationer däribland:

  • Precision gasar analys
  • Plasmadiagnostik riktar by mätning av plasmajon- och jonenergier
  • SIMS-sonder för UHV ytbehandlar vetenskap
  • Catalysiskapacitetsquantification
  • Thermo-Gravimetric studier

Dessa analytiskt instrumenterar planläggs att fungera över en pressa spänner fördjupning från 30 bommar för bearbetar besegrar till UHV/XHV.

Denna information har varit sourced, granskad och anpassad från material förutsatt att av Analytiska Hiden.

Behaga besök Analytiska Hiden För mer information på denna källa.

Date Added: Jan 21, 2012 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 09:55

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit