[发明专利]一种双反射式飞行时间质谱光电子速度成像仪

权利要求书

1.一种双反射式飞行时间质谱光电子速度成像仪，其特征在于设有激光溅射离子源、冷却离子阱、飞行时间质谱和负离子光电子速度成像系统；激光溅射离子源用于生成团簇离子，产生的团簇离子进入冷却离子阱囚禁冷却后被加速场垂直加速进入飞行时间质谱，所述负离子光电子速度成像系统对出射光电子进行探测，得到中性团簇电子结构的光电子能谱。

2.如权利要求1所述一种双反射式飞行时间质谱光电子速度成像仪，其特征在于所述激光溅射离子源设有第1脉冲阀、第2脉冲阀、生长通道、反应通道、喷嘴、固体样品靶、激光器、激光口和透镜；所述激光器的激光束通过透镜聚焦后经过激光口的微孔照射到固体样品靶的样品上，所述第1脉冲阀使载气进入到生长通道内，将等离子体碰撞冷却成簇，然后在载气载带下进入反应通道；所述第2脉冲阀引入反应气体，与生成的团簇碰撞相互作用，生成反应物及反应物中间体，最终经过喷嘴进入冷却离子阱。

3.如权利要求2所述一种双反射式飞行时间质谱光电子速度成像仪，其特征在于所述激光器采用Nd：YAG型激光器，激光器的发射波长为532nm，激光束的频率为10Hz或20Hz；激光口直径小于0.1mm。

4.如权利要求2所述一种双反射式飞行时间质谱光电子速度成像仪，其特征在于所述第1脉冲阀和第2脉冲阀均采用General Valve，Series 9型脉冲阀，触发脉宽为40～150μs。

5.如权利要求2所述一种双反射式飞行时间质谱光电子速度成像仪，其特征在于所述固体样品靶被两步进电机驱动作上下和圆周运动。

6.如权利要求1所述一种双反射式飞行时间质谱光电子速度成像仪，其特征在于所述冷却离子阱设有氦制冷机、冷屏、冷头和线性离子阱；团簇离子由激光溅射离子源产生后进入线性离子阱，施加射频电场囚禁所需团簇离子，通过氦制冷机压缩的高纯氢气在冷屏处膨胀和压缩的高纯氦气在冷头处膨胀带走周围热量形成二级冷却来冷却团簇离子。

7.如权利要求6所述一种双反射式飞行时间质谱光电子速度成像仪，其特征在于所述冷头的缓冲气体采用H₂或He，H₂为35K，He为5K。

8.如权利要求6所述一种双反射式飞行时间质谱光电子速度成像仪，其特征在于所述线性离子阱采用八级杆线性离子阱，八级杆圆周排列，圆周直径为7.5mm，极杆直径5mm，极杆长度为50mm。

9.如权利要求1所述一种双反射式飞行时间质谱光电子速度成像仪，其特征在于所述飞行时间质谱设有加速器、偏转板、第1透镜组、第1反射器、第2透镜组、第2反射器和检测器；离子经加速器加速后进入飞行时间质谱的无场区，经过偏转板偏转以及第1透镜组和第2透镜组的聚焦，到达第1反射器和第2反射器，经第2反射器反射后到达检测器，得到质谱谱图，其中第1反射器和第2反射器由两直角板固定；所述飞行时间质谱可采用双反射式飞行时间质谱，分辨率可达1000。

10.如权利要求1所述一种双反射式飞行时间质谱光电子速度成像仪，其特征在于所述负离子光电子速度成像系统设有参考筒、加速电场、微通道板、荧光屏、CCD相机、磁屏蔽筒和激光器；所述激光溅射离子源产生的离子束经飞行时间质谱的第2反射器反射后，进入负离子光电子速度成像系统，并与激光器产生的脱附激光碰撞，产生电子束；电子束经过参考筒形成的等电势场后进入加速电场加速聚焦后到达微通道板，并在荧光屏上显示特征，最终经过CCD相机的拍摄形成图像，其中磁屏蔽筒用于屏蔽地磁场对电子飞行轨迹的影响；

所述负离子光电子速度成像系统可采用共线式负离子光电子速度成像系统，即光电子成像仪与离子飞行方向在同一直线上。