[发明专利]一种产生有机分子团离子束的装置和方法

说明书

一种用于产生有机分子簇离子束的装置，该装置包括：接收器，其构造成容纳有机材料；团簇产生器，其包括喷嘴，该喷嘴构造成通过使通过喷嘴超音速膨胀容纳在接收器中的有机材料而产生有机材料的分子团；光电离器，被配置为容纳通过团簇产生器产生的团簇；紫外线（UV）光源，配置为将紫外线脉冲照射到光电离器中以使团簇电离；和电极，电极设置在光电离器的两侧，并配置为光电离器提供电势差以产生簇离子束；还包括质量栅，所述质量栅基于所述簇离子束的行进方向位于所述入口电极的下游并且被配置为调节所述簇离子束的簇尺寸，或基于用户选择的簇离子束的簇大小，入口电极设置在在光电离器的两侧。

技术领域

一个或多个示例实施方式涉及一种用于产生有机分子簇离子束的装置和方法，以及一种包括该装置的质量分析仪。

背景技术

气体团簇离子束(GCIB)释放并电离热电子，是对固体材料和化合物成像进行深入分析的有力技术。

然而，当分析诸如有机材料或生物测定样品之类的生物样品时，具有相对较高能量的热电子会轰击适合于生物样品分析的一次离子源的有机分子簇，并破坏分子连接。因此，电离热电子的方法可能不适合用于生物样品分析。

而且，诸如Ga，Bi，O₂，Cs，Ar，Xe，SF₆或C₆₀的一次离子束目前已商业化并被广泛使用。这样的一次离子束可能难以满足基于各种有机材料和要测量的生物样品进行分析的适当条件。

因此，需要一种用于产生适于分析生物样品的离子束的方法和装置。

发明内容

本发明的目的是，提出一种用于产生有机分子簇离子束的方法和装置。

本发明的技术方案，一种用于产生有机分子簇离子束的装置，该装置包括：

接收器，其构造成容纳有机材料；

团簇产生器，其包括喷嘴，该喷嘴构造成通过使通过喷嘴超音速膨胀容纳在接收器中的有机材料而产生有机材料的分子团；

光电离器，被配置为容纳通过团簇产生器产生的团簇；

紫外线(UV)光源，配置为将紫外线脉冲照射到光电离器中以使团簇电离；和电极，(有机材料的分子团簇入口)电极设置在光电离器的两侧，并配置为光电离器提供电势差以产生簇离子束；

还包括质量栅，所述质量栅基于所述簇离子束的行进方向位于所述入口电极的下游并且被配置为调节所述簇离子束的簇尺寸，或基于用户选择的簇离子束的簇大小。

所述质量栅位于所述簇离子束的行进路径上，并且被配置为基于所施加的电势的大小来控制是否通过在所述装置中产生的所述簇离子束。

进一步包括控制器，所述控制器经配置以将从所述UV光源照射的UV脉冲的照射时间点与激活时间点同步，在所述激活时间点处，允许所述簇离子束通过的激活电势被施加到所述紫外光。

其中，所述控制器被配置为基于所述用户选择的簇离子束的簇尺寸，控制所述激活时间点和从所述激活时间点开始施加激活电位的激活时间。

一种产生有机分子簇离子束的方法，该方法包括：通过使有机材料通过喷嘴超音速膨胀而产生有机材料分子簇；将有机材料分子簇集群容纳在接收器中；

通过将紫外线(UV)脉冲照射到接收器中，使接收器中的接收器群集电离；和

通过在一个方向上在光电离的有机材料分子簇中施加电势差，在一个方向上加速有机材料分子簇离子束。

基于所述质量栅，所述质量栅基于所述簇离子束的行进方向位于所述入口电极的下游并且被配置为调节所述簇离子束的簇尺寸，或基于用户选择的簇离子束的簇大小；通过选择性地向所述质量栅施加电势来调节穿过在所述一个方向上安装的质量栅的所述簇离子束的簇尺寸。入口电极设置在在光电离器的两侧。