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四极杆质谱仪探测器 - 二次电子倍增器(SEM)的优缺点

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-07-08 2:45:52 * 浏览: 3
如果您想测量极小的离子电流或需要极高的测量速度,请使用物理前置放大器,即所谓的二次电子倍增器。图6.16:二次电子倍增器(SEM)二次电子倍增器(SEM)图6.16显示了这种乘法器的典型结构(SEM =二次电子倍增器)。圆柱形金属板(倍增器电极)具有提供低水平电子功函数的涂层。根据其动能,离子或电子在撞击层之后产生多个二次电子。串联的多个阶段从单个离子产生电子雪崩。在倍增电极之间施加大约100V的正电压以加速电子。通过电阻链在倍增电极之间提供高电压(约1,000ndash,3,000V),并且两个电极分别连接到电压抽头,并且以这种方式布置技术布置。高压正极接地,以使逃逸的电子保持在接近地电位的状态。这些类型的布置产生107的电流放大系数。二次电子倍增器通过法拉第杯提供以下优点:■它大大提高了仪器的灵敏度,并提高了灵敏度,达到K = 10A / hPa。 ■这意味着使用下游静电计放大器可以在更短的时间间隔内扫描更低的分压。 ■信噪比明显高于静电计放大器,这意味着检测限可以降低几个数量级。这仅适用于在高放大率条件下可以在SEM中实现较低暗电流(噪声水平)的情况。灵敏度的自我增加几乎没有价值。然而,SEM也有缺点:■由于活性层中的污染或化学变化,其放大率可能会发生变化。 ■产生碰撞离子(约1至5个电子)的电子数(转换因子)取决于离子能量(质量歧视)。放大率受这些因素的影响。因此,SEM必须不时进行校准。通过改变高压可以容易地调节放大率。通过为第一乘法器电极提供等于每个离子的能量的独立高电压,可以保持转换因子恒定。借助二次电子倍增器,可以快速进行测量。从表6.2可以看出,测量速度明显高于使用法拉第杯的测量速度。除了作为电流放大器工作之外,离散倍增器电极SEM也适合作为离子计数器。利用这种配置,可以获得每10秒非常低的1个离子计数率。高计数率也是可能的,并且与电流放大器相比可以产生非常宽的动态范围。在计数模式中,SEM的速度定义了动态范围的上限。使用20 ns的脉冲宽度,非线性开始于每秒106次的事件。鉴于其脉冲宽度,SEM必须适合作为计算器。所有二次电子倍增器的共同点是它们仅限于在低于10-5 hPa的压力下工作。在这些压力之上,倍增电极上的水层可能在操作期间引起热解,导致过早老化。由于所涉及的高电压,可能损坏SEM的气体放电可以在pgt,10-5hPa的压力下发生。