Závěrka Bradbury – Nielsen - Bradbury–Nielsen shutter

Schematický pohled shora na závěrku Bradburyho-Nielsena se zapnutým napětím (vychylování).

A Závěrka Bradbury – Nielsen (nebo Bradbury – Nielsenova brána) je druh elektrického iontového hradla, který jako první navrhl v článku autor Norris Bradbury a Russel A. Nielsen, kde jej použili jako elektron filtr.[1] Dnes se používají v oblasti hmotnostní spektrometrie kde se používají v obou Hmotnostní spektrometry TOF a v iontové pohybové spektrometry [2], stejně jako Hadamardova transformace hmotnostní spektrometry (varianta TOF-MS).[3][4] Uzávěr Bradbury – Nielsen je ideální pro vstřikování krátkých pulzů iontů a lze jej použít ke zlepšení hmotnostního rozlišení nástrojů TOF snížením počáteční velikosti pulzu ve srovnání s jinými metodami vstřikování iontů.

Teorie provozu

Koncept za závěrkou Bradbury – Nielsen je použít a vysoká frekvence Napětí 180 ° mimo fázi střídat dráty v mřížce, která je kolmá k dráze iontového paprsku. Výsledkem je nabité částice prochází přímo skrz závěrku pouze v určitých obdobích napěťové fáze (φ = nπ / 2), když je potenciální rozdíl mezi vodiči sítě nulový. Jindy je iontový paprsek vychýlen do určitého úhlu potenciálním rozdílem mezi sousedními dráty. Tato výchylka se liší od iontů, které procházejí střídavými štěrbinami, které jsou vychýleny v opačném směru. Maximální úhel vychýlení [4] lze vypočítat pomocí

tan α = kVp / V0

kde α je úhel vychýlení, k je deformační konstanta, Vp je napětí drátu (+ Vp na jedné drátové sadě a -Vp na druhé straně) a V0 je iontové zrychlovací napětí v eV. Vychýlenou konstantu k lze vypočítat pomocí

k = π / 2ln [dětská postýlka (πR / 2d)]

kde R je poloměr drátu ad je vzdálenost drátu.

Mikromechanické iontové brány

Bradbury-Nielsen Gate mikroobráběné od a křemík na izolátoru oplatka byla nahlášena.[5][6]

Reference

  1. ^ Norris E. Bradbury a Russel A. Nielsen (1936). „Absolutní hodnoty mobility elektronů ve vodíku“. Fyzický přehled. 49 (5): 388–93. Bibcode:1936PhRv ... 49..388B. doi:10.1103 / PhysRev.49.388.
  2. ^ Szumlas, Andrew W; Hieftje, Gary M (2005). „Návrh a konstrukce mechanicky jednoduché iontové brány s interdigitovaným drátem“. Rev. Sci. Instrum. AIP. 76 (8). Bibcode:2005RScI ... 76h6108S. doi:10.1063/1.2006308. Archivovány od originál dne 29. 9. 2011.
  3. ^ Joel R. Kimmel; Friedrich Engelke a Richard N. Zare (2001). „Nová metoda výroby jemně rozmístěných bran Bradbury – Nielson“. Recenze vědeckých přístrojů. 72 (12): 4354–4357. Bibcode:2001RScI ... 72,4354K. doi:10.1063/1.1416109.
  4. ^ A b Oh Kyu Yoon; Ignacio A. Zuleta; Matthew D. Robbins; Griffin K. Barbula a Richard N. Zare (2007). „Jednoduchá metoda založená na šablonách pro výrobu bran Bradbury-Nielsen“. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 18 (11): 1901–1908. doi:10.1016 / j.jasms.2007.07.030. PMID  17827033.
  5. ^ Zuleta IA, Barbula GK, Robbins MD, Yoon OK, Zare RN (2007). "Mikromechanické brány bradbury-nielsen". Anální. Chem. 79 (23): 9160–5. doi:10.1021 / ac071581e. PMID  17966990.
  6. ^ US patent 7176452 „Zuleta I., Zare R. a Richard N. Zare,„ Zařízení pro modulaci paprsků s mikrofabrikami “, vydáno 13. února 2007, přiděleno správní radě Leland Stanford Junior University (Palo Alto, CA) 

Viz také