[发明专利]运用阵列磁铁增强射频辉光放电质谱信号强度的装置及方法

说明书

本发明旨在针对现有射频辉光放电质谱分析材料时信号强度较低的问题，提供一种运用阵列磁铁增强射频辉光放电质谱信号强度的装置及方法，以增强射频辉光放电质谱仪分析无机材料信号强度，该装置包括：具有进样杆且固定有样品的进样装置；具有外壳与阵列状排布的磁铁的阵列磁铁增强部；阵列磁铁增强部固定于进样装置中的进样杆与样品之间，并且紧贴样品。

技术领域

本发明属于无机质谱分析技术领域。具体而言本发明涉及射频辉光放电质谱仪分析材料领域，更具体而言，本发明涉及一种运用阵列磁铁增强射频辉光放电质谱信号强度的装置及方法。

背景技术

辉光放电质谱（GD-MS）法具有固体直接进样，灵敏度高，基体效应小，一次性分析70多种元素等特点，广泛应用于高纯导体材料的痕量元素分析。近年来，射频辉光放电质谱因能直接分析导体、半导体、非导体材料而备受关注。在射频模式下，带电粒子在电场力作用下在电极之间做往返运动，以一个周期为例，在射频源的负半周期中，大量正离子向样品表面移动，样品积累大量正电荷，而在射频源的正半周期，大量电子运动到样品表面并将正电荷中和，从而实现非导体材料的持续放电。由于电子运动能力远远高于正电离子，在样品表面形成的负偏压使得正电离子能够连续轰击样品。然而在使用射频辉光放电质谱分析半导体、非导体材料时，由于材料的导热性差，严重制约了射频源功率的大小，导致测试信号偏低，进而影响分析灵敏度。

在辉光放电中，发生在阴极暗区阴极溅射和负辉区的彭宁电离是影响信号强度的两个关键因素，提高溅射和离子化效率是改善测试效果的重要思路。对此，在一些射频辉光放电仪器中，比如rf-GD-OES、rf-GD-AES等，均有相关文献报道采用外加磁铁的方式来增强信号强度。外加磁铁后，电子在洛仑兹力的作用下，被磁场束缚在样品表面运动，提高了溅射效率，样品中元素的信号强度均得到较大程度的提高。

发明内容

本发明旨在针对现有射频辉光放电质谱分析材料时信号强度较低的问题，提供一种运用阵列磁铁增强射频辉光放电质谱信号强度的装置及方法，以增强射频辉光放电质谱仪分析无机材料信号强度。

本发明一方面提供一种运用阵列磁铁增强射频辉光放电质谱信号强度的装置，

包括：

具有进样杆且固定有样品的进样装置；

具有外壳与阵列状排布的磁铁的阵列磁铁增强部；

阵列磁铁增强部固定于进样装置中的进样杆与样品之间，并且紧贴样品。

采用本发明的阵列磁铁增强部，改善了射频辉光放电质谱仪对材料分析的性能。本发明的结构简单合理，能有效提高仪器信号强度与分析灵敏度，适用于辉光放电质谱仪或类似装置。

较佳为，所述外壳的材质为金属或合金。

优选地，所述外壳为圆柱体、长方体或正方体，

所述外壳的外径应小于或等于所述进样装置的内径，高度小于所述进样装置的高度。

优选地，所述阵列状排布的磁铁由多块磁感线方向一致的永久磁铁组合而成。

较佳为，所述阵列状排布的磁铁的上下面紧贴所述外壳。

优选地，所述阵列状排布的磁铁置于外壳中，每块磁铁的磁感应方向与所述样品平行。

所述样品可包括：导体、半导体、或非导体材料的样品。

本发明的另一方面，提供了一种运用阵列磁铁增强射频辉光放电质谱信号强度的方法，采用包括具有进样杆且固定有样品的进样装置、和具有外壳与阵列状排布的磁铁的阵列磁铁增强部的装置，包括以下步骤；

将阵列磁铁增强部安装固定于进样装置中的进样杆与样品之间，紧贴样品；