DOC《二次离子质谱仪原理简介》

2、Lens3和Lens4.其中Lens2与Lens3将离子束汇聚,L4将汇聚后的离子束聚焦到样品表面,形成束流密度中心高周围低的高斯分布.这种模式下,在样品表面产生的剥蚀坑是接近圆形的V型坑.这种模式下离子束的直径主要受到L2与L3透镜电压的影响,而对光阑的剥蚀效应很小,因此可以长时间保持离子束直径不变.实验室常规的稳定同位素分析以及空间分辨高于10微米的小束斑定年分析都采用了高斯照明模式. 不同元素的二次离子产率相差巨大,而且每种元素在不同基体中的产率也不尽相同,甚至同一元素的同位素之间在不同的基体中也表现出不固定的产率(基体效应).在实际分析时实测值与理论值会产生较大差异.因此,要使用离子探针进行高精度的元素、同位素分析,必须使用与被测样品成分和结构一致的标准物质进行校正.而标准样品的稀缺性也成为制约和影响离子探针分析的瓶颈.目前,本实验室目前已开发了锆石氧同位素标准物质(Penglai)、方解石碳-氧同位素标准物质(OKA)、锆石Li同位素标准物质(M257)、锆石年龄标准物质(Qinghu)等. 图三,离子探针溅射示意图 二次离子产生后进入离子传输光路,该部分相当于显微镜的物镜,通过调节该 物镜 的放大倍数,配合后续的光阑及狭缝的调整,可在质量分辨率确定的条件下对仪器的传输效率进行优化,保证分析精度.入口狭缝是传输光路和质谱仪的分界面.离子束通过传输光路聚焦后,在入口狭缝处汇聚.调节入口狭缝的宽度可控制进入质谱仪的离子束宽度,从而控制质谱仪的质量分辨率.质量分辨率要求越高,入口狭缝所对应的宽度就越窄,二次离子信号的强度损失也就越多.因此,在满足分析要求的前提下,尽量使用较低的质量分辨率.离子探针分析中,样品表面溅射出的二次离子组成非常复杂,包括了单原子离子、分子离子、多电荷离子、复杂聚合物离子等,对质量分辨率要求极高.为了兼顾离子探针的质量分辨率和传输效率,必须采用大磁场半径的设计.该型离子探针的最低质量分辨率为~900,而最高可用质量分辨率大于20000. 磁式质谱仪主要利用运动离子在磁场中的受力偏转实现对特定质量电荷比值的离子的选择.磁式离子探针一般使用双聚焦磁式质谱,可以实现速度聚焦和方向聚焦,在二次离子能量分布范围较大的情况下实现高质量分辨率和高传输效率.双聚焦质谱仪由静电分析器和扇形磁场质量分析器组成,当二者的能量色散在焦平面上相互抵消时即实现了双聚焦.IMS1280/HR离子探针的静电场及磁场半径均为585mm,在质量分辨率5000的条件下,........