Pintaionisaatio

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 20. toukokuuta 2019 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 5 muokkausta .

Pintaionisaatio on analyysimenetelmä.

Massaspektroskopiassa käytetään molekyylien ja atomien pintaionisaatio- tai lämpöionisaatiomenetelmää. Positiivisesti varautuneiden ionien virta pintaionisaation aikana voidaan määrittää Saha-Langmuirin kaavan mukaisesti: $I$

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

missä on elektronin varaus, on hiukkasten virtaus pintaan (atomien, klustereiden tai molekyylien), on yksilöllinen kerroin i:nnelle desorboiville hiukkasille, riippuen tietystä vuorovaikutuksessa olevasta adsorboituneen emitterihiukkasen parista, mikä kuvastaa tehokkuutta niiden muodostumisesta ja desorptiosta, on työfunktio, – emittoivan pinnan pinta-ala, on varautuneen ja neutraalin i:nnen hiukkasen tilastollisten summien suhde, on Boltzmannin vakio, on emitterin lämpötila, on sähkökentän voimakkuus emitterissä. Ionivirran suuruus ja havaittu massaspektri riippuvat sekä ionisoituvan yhdisteen ominaisuuksista että pinnan ominaisuuksista. $e$ $\nu$ $\gamma _{{i}}$ $\phi$ $S$ $A$ $k$ $T$ $E$

Useimmissa massaspektrometreissä sähkökentän veto-ionit ovat enintään 10 4 V/cm, jolloin termi voidaan jättää huomiotta: $eE$

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

Negatiivisesti varautuneiden hiukkasten virralle voimme kirjoittaa

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

missä on elektronien affiniteetti. Ioneja vetävän käytetyn sähkökentän merkistä riippuen rekisteröidään joko positiivisesti varautuneita ioneja tai negatiivisesti varautuneita ioneja. ${\näyttötyyli \chi }$

Tästä kaavasta seuraa, että pinnan ionisaatiosta voidaan erottaa kaksi tapausta:

Helppo ionisaatio, kun arvo

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

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

sitten jokainen pinnalle osuva hiukkanen ionisoituu.

2. Vaikea ionisaatio, kun

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

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

silloin yksikkö nimittäjässä voidaan jättää huomiotta ja havaitaan ionivirran eksponentiaalinen riippuvuus lämpötilasta:

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

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

Lämpötila, jossa atomien ja molekyylien pintaionisaatiota havaitaan, on yleensä yli 700 K.

Ionisäteilijänä käytetään tulenkestäviä alkuaineita, kuten volframia, molybdeeniä tai niiden oksideja. Emitterin työtoiminto vaihtelee volframinauhan 4,5 eV:stä iridiumnauhan 5,8 eV:iin. Volframioksidisäteilijälle saavutetaan työfunktion maksimiarvo 6,7 eV. Tällaiset emitterin työfunktion arvot rajoittavat atomien ja molekyylien ionisaatiota: on vaikea havaita hiukkasia, joiden ionisaatiopotentiaali on yli 9,0 eV.

Kirjallisuus

Zandberg E. Ya., Ionov N. I., Surface ionization , M., 1969;
Zandberg E. Ya., Ionov N. I., Fysikaalisen ja kemiallisen tutkimuksen menetelmät, jotka perustuvat pinta-ionisaatioilmiöön , julkaisussa: Modernin fysiikan ongelmat. A.F. Ioffen syntymän 100-vuotisjuhlaan, L., 1980;
Zandberg E. Ya., Rasulev U. Kh., Surface ionization of organic compounds , "Advances in Chemistry", 1982, v. 51, c. 9;
Zandberg E. Ya., Nazarov E. G., Rasulev U. Kh., Ei-stationaaristen pinnan ionisaatioprosessien käyttö hiukkasten vuorovaikutuksen tutkimuksessa kiinteän kappaleen pinnan kanssa "Izvestiya AN SSSR, ser. fiz." , 1985, v. 49, in . 9, s. 1666.