辉光发电质谱仪工作原理

辉光放电质谱法（ GDMS）辉光放电 质谱 仪是直接 分析导电材料中的固态痕量元素的最佳工具，能在一次分析过程中 测定 基体元素 (~100 %)、主体元素 (%)、微量元素 (ppm)、痕量元素 (ppb)和超痕量元素 (ppt)。一、仪器结构及基本原理：辉光放电（ GD）属于低压下气体放电现象，放电产生的大量电子和亚稳态惰性气体原子与样品原子频繁碰撞，使样品得到极大的溅射和电离， 是一种有效的原子化和离子化源用于分析。在辉光放电质谱的离子源中被测样品 作为辉光等 离子体光源的阴极 ，在阴极与阳极之间充入惰性气体（一般为氩气） ，并维持压力为 10— 1000Pa。在电极两端加 500— 1500V 的高电压时， Ar 电离成电子和Ar+，Ar+在电场的作用下加速移向阴极。阴极样品的原子在Ar+的撞击下，以 5— 15eV 的能量从阴极样品上被剥离下来（阴极溅射） ，进入等离子体，在等离子体中与等离子体中的电子或亚稳态的氩原子碰撞电离，变成正离子：M +e- — M++2e-, M+ Ar* — M++ Ar +e-。已经证实在 GD 源中碰撞离子化是居于主导地位的电离过程。正离子通过离子源上的小出口进入离子光学系统中进行聚焦，然后进入质量分析器按离子具有不同的质荷比进行分离，最后由离子检测器进行检测。二、制样方法：辉光放电质谱仪采用 直接取样技术 ，需测试的导电样品经过简单的机械处理和表面清洁， 无需要样品转化为溶液， 即可进行元素定量分析， 分析样品为平面或针状固体。平面块状固体直径：15～70mm，厚度10um～50mm,针状固体样品长度： 20mm，直径： 0.5～7mm 1. 块砖金属：分析时，块状金属几乎不需要样品制备，仅简单的切割或加工成适合的形状（如针状或圆盘状） ，固定于离子源中即可。2. 粉末样品：把待测样品与导体材料混合后，采用特制的压模制成针状或片状进行分析。三、 用辉光放电质谱仪进行高纯材料分析有以下优点：1. 直接分析固体样品，样品的制备和处理非常简单；而不需要将样品处理成水溶液进行分析。2. 可进行全元素分析， 可分析元素周期表上的70 多种元素，从轻元素到重元素都有极高的灵敏度。3. 元素检出限非常低，对于大多少元素的实际分析能力为10ppt 级，完全可以满足 6N 或 7N 以上超纯半导体材料的分析要求。4. 采用很方便的进样杆推进式进样方式，更换样品时不必破坏离子源的真空。5. 可满足多种尺寸的棒状或块状固体样品分析的需要6. 无需建立万级高纯实验室，辉光放电是在...