Overfladeionisering

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 20. maj 2019; checks kræver 5 redigeringer .

Overfladeionisering er en analysemetode.

Metoden til overfladeionisering eller termisk ionisering af molekyler og atomer bruges i massespektroskopi. Strømmen af positivt ladede ioner under overfladeionisering kan bestemmes i overensstemmelse med Saha-Langmuir formlen: $I$

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

hvor er elektronladningen, er fluxen af partikler til overfladen (af atomer, klynger eller molekyler), er den individuelle koefficient for de i-te desorberende partikler, afhængigt af det specifikke interagerende par adsorberede emitterpartikler, hvilket afspejler effektiviteten af deres dannelse og desorption, er arbejdsfunktionen, - arealet af den emitterende overflade, er forholdet mellem de samlede statistiske summer for den ladede og neutrale i-te partikel, er Boltzmann-konstanten, er emittertemperaturen, er den elektriske feltstyrke ved emitteren. Størrelsen af ionstrømmen og det observerede massespektrum afhænger både af den ioniserbare forbindelses egenskaber og af overfladens egenskaber. $e$ $\nu$ $\gamma _{{i}}$ $\phi$ $S$ $EN$ $k$ $T$ $E$

I de fleste massespektrometre er det elektriske felt, der trækker ioner, ikke mere end 10 4 V/cm, og så kan udtrykket negligeres: $eE$

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

For strømmen af negativt ladede partikler kan vi skrive

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

hvor er elektronaffiniteten. Afhængig af tegnet på det påførte elektriske felt, der trækker ionerne, registreres enten positivt ladede ioner eller negativt ladede ioner. $\chi$

Det følger af denne formel, at der kan skelnes mellem to tilfælde af overfladeionisering:

Nem ionisering, når værdien

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

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

derefter ioniseres hver partikel, der falder på overfladen.

2. Svær ionisering når

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

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

så kan enheden i nævneren negligeres, og en eksponentiel afhængighed af ionstrømmen af temperaturen vil blive observeret:

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

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

Temperaturen, ved hvilken overfladeionisering af atomer og molekyler observeres, er normalt mere end 700 K.

Ionemitter anvendes ildfaste elementer såsom wolfram, molybdæn eller deres oxider. Emitter-arbejdsfunktionen spænder fra 4,5 eV for et wolframbånd til 5,8 eV for et iridiumbånd. For en wolframoxid-emitter opnås den maksimale værdi af arbejdsfunktionen på 6,7 eV. Sådanne værdier af emitter-arbejdsfunktionen begrænser ioniseringen af atomer og molekyler: det er vanskeligt at detektere partikler med et ioniseringspotentiale på mere end 9,0 eV.

Litteratur

Zandberg E. Ya., Ionov N.I., Surface ionization , M., 1969;
Zandberg E. Ya., Ionov N. I., Metoder til fysisk og kemisk forskning baseret på fænomenet overfladeionisering , i: Problemer med moderne fysik. Til 100-året for fødslen af A.F. Ioffe, L., 1980;
Zandberg E. Ya., Rasulev U. Kh., Overfladeionisering af organiske forbindelser , "Advances in Chemistry", 1982, v. 51, ca. 9;
Zandberg E. Ya., Nazarov E. G., Rasulev U. Kh., Brugen af ikke-stationære processer af overfladeionisering i studiet af interaktionen af partikler med overfladen af et fast legeme "Izvestiya AN SSSR, ser. fiz." , 1985, v. 49, i. 9, s. 1666.