QMS101四极质谱计物理部分研制及适用性分析

针对四极质谱计国产化需求,研制QMS101型四极质谱计。该质谱计物理部分为90°离轴结构,采用轴向敞开式EI型离子源,四极杆长度203.2 mm,场半径4.157 mm,配备了法拉第板和微通道板型电子倍增器(MCP)两种检测器,其中电子倍增器90°离轴安装。QMS101四极质谱计质量检测范围1～1 040 amu,偏转电极工作下法拉第板和MCP均检测正常。四极滤质器出口到MCP表面的离子运动轨迹模拟和MCP增益衰减实验表明,MCP应用于四极质谱计应对离子聚焦和收集面积进行匹配。QMS101物理部分可作为一种通用型四极质谱计分析器,配备不同射频电源可覆盖大多数四极质谱计应用需求。     

四极质谱计非线性区的测量方法

通过离子在四极滤质器中与周围离子或分子碰撞现象的分析研究,对离子与离子或分子的碰撞损失模型进行了修正。导出了四极质谱计测量分压力的普遍关系式。利用这一关系式,可以解决四极质谱计在较高压力非线性医的测量问题。     

第六讲：真空测量

第六讲：真空测量刘玉岱（东北大学）三、分压力测量２．四极滤质器（上接１９９７第３期）四极滤质器又称四极质谱计。四极滤质器的质量分离原理是基于不同质荷比的离子在高频和直流四极场中，运动轨迹稳定与否来实现的。它是近代残余气体分析器中最为流行的无磁滤质器，...     

四极滤质器试制小结

四极滤质器的原理是1953年由西德人Paul提出的(1), 1960年前,一直处于实验研究阶段, 1962年西德第一个做出商品四极滤质器,主要用于分任强测定[2]。 1964年,北京分析仪器厂与清华大学协作,研制四极滤质器,于1966年试制成功ZhL—01型四极滤质器性能样机,对其作为分任强计、探漏仪和化学分析质谱计的主要性能作了初步测试,在此基础上又试制了ZhL—02型分压强计。 一、基本原理 四极滤质器的原理及其计算公式已有大量文章介绍[1,3],这里仅复述如下。 (一)四极滤质器分离质量的基本原理。 在四根平行对称放置的双曲形电极上(图1)加电压: 叩一…     

高压力四极质谱计的设计和特性

介绍了高压力四极质谱计的设计和特性。仪器的工作质量数范围为1～60原子质量单位。质谱扫描采用恒峰宽扫描方式。仪器的最大工作全压力大于0.1Pa,最小可检分压力低于1×10~(-6)Pa,峰强稳定性在20min 内优于1%,在质量数为40原子质量单位处的分辨本领达到250(50%峰高处的宽度)。滤质器杆长为50mm,离子进入四极场的入口孔径为1.5mm。仪器设计小巧,便于安装并耐400℃烘烤,适用于较高压力气氛的原位分析。     

四极滤质器的应用

专题介绍 本文简述四极滤质器的工作原理和特点并介绍不同性能的四极滤质器的应用范围。 一、四极滤质器的原 理和特点 四极滤质器是根据不同质荷比的离子在特定的直流-高频双曲面电场中,运动轨迹的稳定与否来实现质量分离的。其性能指标在动态质谱计中是最好的,也是目前应用最广、最有发展前途的质谱仪器。 四极滤质器的原理示如图1,四根平行。对称放置的双曲面电极成对连接,加以直流-高频叠加电压:式中U-直流电压; V-交流电压幅值; ω-高频电压角频率。在不考虑边缘场的条件下,分析场内的电位分布为;式中 r0-双曲场内切圆半径(简称场半径…     

最近的滤质器及其应用I.工作原理和作为质谱计的各种特性

1.前言 1953年西德波恩大学的保尔(Paul)教授～[1]发表了四极滤质器,其后根据他们的研究开辟了实际应用～[2]的道路。1960年开始商品化以来,得到迅速的发展,现在占据了残余气体分析市场的大部分,又由于这个滤质器所具有的独特的性质以及装置不断在改进,其应用范围一直不断在扩大。 因为滤质器在动态质谱计中也是相当复杂的仪器,理解其工作原理是非常不易的,此外关于和磁偏转质谱计的优缺点的比较,也没有看见在以前的报告里有充分讨论。鉴于这样的现状,本报告包含了近年来的发展,为了现在使用滤质器的人或有兴趣的人,试着把滤质器从原理到应…     

SZn-1型四极质谱计

四极质谱计又称四极滤质器,它的质量分离方法是基于不同质荷比的离子运动轨迹的稳定性不同,因此属于轨迹稳定式动态质谱计。 由于四极质谱计采用纯电场的分析机理,不需要磁场,因此没有磁铁。它具有体积小、重量轻和性能好的优点,自1953年问世以来,成为世界上发展最快、使用最广的一种小型动态质谱计。在国内,南京工学院曾在59至62年期间,对它进行了研制工作,制成了真空系统残余气体分压强测量的实验设备和检漏仪。北京分析仪器厂在64年制成了ZhL—01四极质谱计产品。 为了满足我国科学技术发展的需要,目前国内正在从事四极质谱计,包括它的…     

装有贝塞尔盒型能量分析仪的电离规和四极质谱计的研制

贝塞尔盒型能量分析仪由三部分组成 :一个圆筒形电极、一个中心圆盘和两个带中心孔的侧板 ,该分析仪结构简单、结实 ,十分适用于电离规和四极质谱计上。对电离规而言 ,分析仪被放置于电离器及离子收集器之间。在栅型电离器中所产生的离子被分离并注入到能量分析仪中。分析仪依据其激发的能量把电离器中产生的气相离子和栅网表面上脱附的电子激励解吸的离子分离开。如果应用一个法拉第杯型离子收集器和一个灵敏的直流放大器来进行离子流测量的话 ,那么该电离规测量范围在 10 - 1 0 ～ 10 - 3Pa之间。当二次电子倍增器采用脉冲计数方法时 ,所测量的压力范围在 10 - 1 1～ 10 - 6 Pa之间 (Ax TRAN,ISX2 ,U L VAC公司 ) .其典型灵敏度对氮气而言为 (6 .7± 0 .2 )× 10 - 3Pa- 1 和对氢而言为 (2 .3± 0 .0 4 )× 10 - 3Pa- 1 。对四极质谱计而言 ,能量分析仪被置于在电离器和四极滤质器之间。装有该分析仪的质谱计 ,给出了没有电子激励解吸离子的简单质谱。该分析仪能使四极质谱计的离子收集器免受从栅网表面发射的 X射线的辐射 ,和从电离器中的离子以及被激发的分子在退激励过程中释放的紫外线的辐射。这种屏蔽作用改善了在 10 - 3Pa范围内的气体中微量杂质的检测极限 ,使之降至亿分之几     

四极质谱计在高压力下的测量方法

四极质谱计是一种分压力测量仪器,其线性上限一般为10-3Pa。通过对影响四极质谱计测量上限的因素进行分析,得到高压力下的分压力计算方法,并通过实验验证了该方法的可行性,得出的结论对高压力下四极质谱计的应用具有一定的参考价值。     

提高四极质谱计线性上限的一些考虑

给出了几种不同条件下四极质谱计临近上限时的特性。通过对实验结果的分析研究,提出了在不影响四极质谱计其它性能的情况下提高四极质谱计线性上限的方法。     

污染对四极质谱计性能的影响

本文就四级质谱计污染对性能的影响进行了详细研究,分析了污染产生的过程,给出了污染前后离子源特性的变化;并对四极杆污染后离子工作点的变化进行分析计算,由此得出污染子注传输性能的影响,最后提出了克服和减污染影响的方法。     

四极质谱计测量高压力的一种方法

真空镀膜、半导体加工等真空工艺气氛的原位监测对产品质量至关重要。由于一般质谱计测量上限的限制,较高压力下的工艺气氛的气体分析只能通过取样的方法来实现。四极分析器中离子与分子间的碰撞散射是导致四极质谱计在高压力下测量非线性的主要原因。为此,以碰撞散射为基本假设,推导出四极质谱计测量分压力的普遍公式。提出了四极质谱计在较高压力测量的两步校准法,通过与全压力规的配合,解决了四极质谱计在较高压力非线性条件下测量的实用问题。实验结果表明:可将四极质谱计的测量上限从10~(-2)Pa左右提高一个多数量级。     

四极质谱计工作参数对校准因子影响研究

介绍了在危险气体成份分析系统校准装置上,开展四极质谱计工作参数对校准因子影响的实验研究工作。在实验中,每次改变四极质谱计的一个工作参数,如电子能量、离子能量、发射电流、分辨本领、扫描速度、收集方式等,测量氮谱峰离子流强度和被校气体谱峰离子流强度,利用校准因子计算公式,通过计算获得校准因子值,并分析校准因子的变化趋势,给出四极质谱计实验室校准参数设置,减小校准不确定度。     

分压力质谱计校准装置的性能测试及校准实验

介绍了分压力质谱计校准装置的性能指标,并用分压力质谱计校准装置校准了一台四极质谱计,给出了灵敏度、图样系数、线性、质量刻度、分辨本领等校准结果,还研究了气体之间的相互影响.     

四极质谱计与电离真空计组合的分压强测定法

1.前言 由于真空材料和真空技术的进步,已经能够比较容易地实现高真空和超高真空,但是伴随着高真空和超高真空的发展,以电离真空计为代表的所谓全压强计的指示值,因残余气体成分不同而进行变化,因此难以掌握正确的压强值。 另一方面,虽然以滤质器为代表的四极质谱计进行残余气体成分分析的方法是最简单的,可是由于四极质谱计离子检测灵敏度经常在变动,故不能充分地稳定进行残余气体成分的定量分析,即分压强定量分析不稳定。 然而,掌握真空容器中残余气体的成分在半导体生产工艺中是个非常重要的因素,因此,为了稳定而高灵敏度地定量分析残余…     

优化修正入口边缘场四极质谱计离子光学特性的模拟计算

对一种具有优化修正入口边缘场的四极质谱计离子光学特性用相空间力学分析方法进行了模拟计算,给出了模拟计算的要点和结果分析,模拟结果与实验结果很好地一致,从面 理论上进一步证明了这种四极质谱计的可行性。     

一种新型四极质谱计及其性能测试

在清华大学“四极质谱计校准与应用研究系统”上对美国ＭＫＳ公司生产的新型四极质谱计ＰＰＴ进行了性能测试。本文介绍了主要测试结果，包括仪器的灵敏度、分辨本领、线性工作压强范围、图样系数、稳定性和重复性等。     

优化修正入口边缘场四极质谱计离子光学特性的模拟计算

对一种具有优化修正入口边缘场的四极质谱计离子光学特性用相空间力学分析方法进行了模拟计算 ,给出了模拟计算的要点和结果分析。模拟结果与实验结果很好地一致 ,从而在理论上进一步证明了这种四极质谱计的可行性。     

超高真空下小型四极质谱计的性能研究

在超高真空下对QMS200小型四极质谱计进行了实验研究。实验通过调节离子源的发射电流、聚焦电压和场轴电压,测量了质谱计灵敏度、线性以及图样系数的相应变化。实验结果表明,不同的参数设置对质谱计性能有不同的影响。文章结论对四极质谱计应用具有一定的参考价值。