經(jīng)典word整理文檔，僅參考，轉(zhuǎn)Word此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！輝光放電質(zhì)譜應用概況金屬、導體、半導體,氣體、深度等材料的痕量和超痕量雜質(zhì)分析。近年來，隨物粉末等非導體材料的成分分析。本文主要對其進行分類概述。關鍵詞：輝光放電質(zhì)譜應用量元素分析的最有效的手段。由于其可以直接固體進樣，近20年來已廣泛應用Isotopes公司(現(xiàn)名ThermoElectron)在上世紀八十年代推出了其VG9000型輝光進行研究和完善，發(fā)展前景十分廣闊。1基本原理離子化源用于分析。如圖1所示，在輝光放電質(zhì)譜的離子源中被測樣品作為輝光力為10～1000500，+Ar+與等離子體中的電子或亞穩(wěn)態(tài)的Ar原子碰撞(Penning)電離，變成正離子：M+e-→M+2e，M+Ar一M+Ar+e。已經(jīng)證實在GD源中Penning離子化是居于主導地位+-*+-的電離過程[11]。2應用2．1半導體分析半導體材料的雜質(zhì)分析也是GDMS一個重要的應用領域，具有很大的商業(yè)價已成為高純半導體材料乃至半導體工業(yè)材料必不可少的分析手段，如表1所示。Beeker等使用RF—GDMS測定GaAs中的10個元素，并與其它質(zhì)譜方法SSMS、SIMS和LA—ICPMS的分析結(jié)果相比較。Krishna等對高純鎘中的15種元素進行了測定，許多元素的分析結(jié)果與ICP—MS的結(jié)果吻合。此外國內(nèi)的研究者也在GDMS分析半銻[14]、高純鍺[15]、碲鋅鎘晶體[16]進行了測定。2.2塊狀金屬分析對于GDMS分析的所有的樣品類型中，塊狀金屬(如高純金屬、合金)最為理想，也是其最重要的應用領域。分析時，塊狀金屬幾乎不需要樣品制備，僅簡單素，并具有極低的檢出限(雙聚焦的儀器可達亞ng／g級)。GDMS的金屬材料分析的重要方法。Vassamillet[17]描述了GDMS在高純鋁生產(chǎn)中質(zhì)量控制中的應用；好，檢出限在0.01～0.7／μg／g之間。Raparth等[8]采用鐵基標樣得到相對靈敏度因子(RSF)值，使用GD-QMS對用于高溫合金生產(chǎn)的原料純鈷中的20個元素進行了測定，結(jié)果與化學法測定值吻合很好。性響應范圍(9個數(shù)量級)，對樣品中的常量、微量及痕量元素能同時進行分析，并獲得很好的分析結(jié)果，同時對于一般方法難以測定的非金屬元素也能直接測極桿輝光放光放電質(zhì)譜在優(yōu)化的條件下分析NIST1261鋼鐵標準的30個元素，含量范圍從2.0和FeAr采用數(shù)學方法進行扣除，2+2+檢出限達到38ng／g。X．Feng等對鋁合金中的Bi，Co，Cu，Ge，Mg，Mn，Ni，Pb，Sn，Ti，V，Zn，Zr進行了測定，檢出限為10(Zr)～108(Mg)ng／g，并研究了采用AIAr可用作分析時的內(nèi)標以減小基體效應。國內(nèi)普朝光等也報道過使用+VG9000型GDMS測定鋼鐵中的錳、鉛等14種雜質(zhì)元素。2．3非導體分析由于在直流輝光放電中被分析樣品作為陰極，所以非導體樣品對于GDMS來說不是理想的分析樣品類型。對于這類樣品除了采用射頻輝光放電直接分析外(塊狀或壓制成塊狀)，還可以將樣品(粉末)與導電材料(如Cu，Ag，石墨，Ta，In，Ga等)混合壓制成陰極或引入第二陰極進行測定，如表3所示。的重要研究方向之一，也獲得了一些應用[18-19]。它通過在樣品表面產(chǎn)生直流自偏電壓，以維持穩(wěn)定的濺射和離子化，從而可直接分析非導體材料。Marcus等使用射頻輝光質(zhì)譜測定玻璃樣品中的主量及痕量元素，含量范圍從50．37％(O)～25待測樣品與導體材料混合壓制成陰極的方法同火花源放電的制樣技術類似，由Dogan于1972年首次引人GD源．即樣品粉末和導體材料經(jīng)混合均勻后，采用特制的壓模制成針狀或片狀進行分析。Tong和Harrison“比較了C，Cu，Ag，F(xiàn)e，AI而被棄用，而Al和Ta由于具有吸收背景氣體的能力被認為適用于GDMS分析。Woo等利用實驗室自建的GDMS分析了AlO。粉末和Cu粉末的混合樣品，氧化物的引23入導致相同的放電電壓和壓力下放電電流增大．而濺射率比純Cu樣品大幅度減素的半定量結(jié)果可同時快速得出；與認定值比較．測量值平均相對偏差小于40蹦，外部重現(xiàn)性小于10％。對于塊狀非導體固體材料分析，也可采用DCGDMS直mm)，使樣品部分暴露于GD中，即為第二陰極(SecondaryCathode)技術。該方法原先用于分析非導體．此后得以普及應用。Scheils等研究表明，穩(wěn)定的非導體試樣原子化獲得直接與以下因素有美：放電電流、電壓、氣壓、陽極和陰極孔徑、第二陰陶瓷、Zr0、磷酸鹽等試樣中痕量元素的測定。22．4溶液分析盡管輝光放電質(zhì)譜為典型的固體分析方法，人們在GDMS用于溶液分析方面也作了嘗試，如表3所示。試圖將溶液直接進樣引入輝光放電中，但是這需要特的溶液樣品置于高純金屬的表面(針形、表面或空心陰極)干燥成殘渣,在輝光放達到1pg。另一種方法為將溶液與高純金屬粉末(如Ag)混合、烘干，最后壓制成所需的形狀。該方法能夠得到穩(wěn)定的信號，但檢出限明顯的高，在使用200μL溶液的情況下，檢出限大約為2．5μg／g。2．5氣體分析由于使用分子氣體(如N、O。、空氣、水蒸氣)可以獲得穩(wěn)定的輝光放電，22所以GDMS也能用于氣體分析，如表4所示。McLuckey及其合作者報道了使用GDMS譜對空氣中的有毒污染物進行實時監(jiān)控。GDMS也被用于分析高爆炸性蒸汽。Schelles等采用第二陰極技術使用GDMS測定大氣中的顆粒物。2．6表面及深度分析但是GDMS的濺射速度慢，一般在0．OX～O．Xμm／min，而輝光光譜的濺射速度可達X析中也有報道應用第二陰極技術得到平坦的濺射坑，提高了GDMS的深度分辨率。射頻輝光放電作為唯一能夠分析所有固體(如導體、半導體、非導體)的輝光靈敏度和穩(wěn)定性已發(fā)展達到商品化儀器要求。隨著商品化的儀器的出現(xiàn)，GDMS已經(jīng)在電子學、冶金、航空航天、化學、材料、地質(zhì)等領域得到了廣泛的應用，并在金屬和半導體分析中顯示出它的優(yōu)越性，但是它的潛力仍沒有得到完全開發(fā)，對絕緣體、粉末、液體、有機物和生物樣品的分析應用正在積極進行研究和完善，類似的工作將開創(chuàng)GDMS應用的新領域。參考文獻：[1]KrishnaMVB，ShekharR．KarunasagarD，eta1．Multi—elementcharacterizationofhighpuritycadmiumusinginduetivelycoupledplasmaquadrupolemassspectrometryandglow-dischargequadrupolemassspectrometry[J]．Anal．Chim．Aeta。2000．408：199—207．[2]AdamsF。VertesA．Inorganicmassspectrometryofsolidsamples[J]．FreseniusJ．Anal．Chem．，1990，337：638—647．[3]HoffmannV，KasikM，RobinsonPK，eta1．Glowdis—chargemassspectrometry[J]．Anal．Bioanal．Chem．，2005。381：173—188．[4]CantleJE，HallEF。ShawCJ，eta1．AplasmadischargesourcemassspectrometerforinorganicanalysisProcesses。1983。46：II-13．[5]KingFL。HarrisonWW．Glowdischargemassspectrome—try：Anintroductiontothetechniqueandits1990。9l285_317．[6]HuttonRofpuremetalsusingaqua—drupole-basedglowdischargemass992，7：623—627．[7]LimJ-W，MimuraK，IsshikiM．Applicationofglowdis—chargemassspectrometryfordirecttraceimpurityanalysisinCuSurfaceScience，2004，227：300—305．[8]Raparthcharacterisationofcobaltbyglowdischargequadrupolemass2005．65：1270—1278．[9]JaegerAJofsemi—conductingmaterialsbyhigh—resolutionradiofrequencyglowdischargemassspectrometry[J]．Mikrochim．Acta，1997。125：4l一44．[10]MiltonDMRGofdischargeparametersfortheanalysisofhighpuritysiliconwafersbymagneticsectorglowdischargemassspectrometry[J]．FreseniusJ．Anal．Chem．．1992，343；773—777．[11]YuX，LiX．WangH．Interferencecorrectioninanalysisofstainlesssteelandmulti-elementdeterminationbyglowdischargequadrupolemassspectrometry[J]．Int．J．MassSpectrom．。2007，262：25—32．a(chǎn)ndLaser40—43．[13]唐利斌，榮百煉．姬榮斌．高純碲中雜質(zhì)的輝光放質(zhì)譜分析[J]．質(zhì)譜學報(JournalofChineseMassSpectrometry7-18．[14]榮百煉．普朝光。姬榮斌。等．輝光放電質(zhì)譜法測定高純銻中的痕量元素[J]．質(zhì)譜學報(JournalofChineseMassSpectrometry25(2)：96—99．[15]普朝光。肖紹澤，張震．輝光放電質(zhì)譜儀測定超純鍺中23種痕量雜質(zhì)元素[J]．質(zhì)譜學報(JournalofChineseMassSpectrometrySociety)，1997．18(4)：67—70．譜學報(JournalofChineseMassSpectrometrySociety)。2004，25(增)：19-20．[17]VassamilletLF．Useofglowdischargemassspectrometryforqualitycontrolofhigh—purity4：451—455．[18]SaprykinAJofanH-poweredmagnetronglowdischarge[J]．FreseniusJ．Anal．Chem．，1996，355：83-835．[19]SaprykinAI．Developmentandtestingofaradiofrequencyglowdischargesourceformass-spectrometricanalysisofsolidmaterial[J]．J．Anal．Chem．。1999，54：671—680．[20]MiltonDMP，Hutto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