Масс-анализаторы ионов с планарными дискретными электродами с распределенными емкостными делителями высокочастотного напряжения

• Автор: Журавлев, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Оглавление
Введение
1.1 Масс-спектрометры с линейным ВЧ электрическим полем
Глава 1. Обзор литературы и постановка задачи
1.2 Времяпролетные масс-спектрометры
1.3 Масс-спектрометры ионно-циклотронного резонанса
1.4 Постановка задачи исследования
Глава 2. Движение заряженных частиц в суперпозиции линейных
высокочастотных и однородных статических электрических полей
2.1 Псевдопотенциальная модель движения ионов в суперпозиции линейных ВЧ и
однородных статических электрических полей
2.2 Траектории ионов в суперпозиции квадрупольных ВЧ и однородных
статических электрических полей
2.3 Масс-анализатор с пространственным разделением ионов в суперпозиции
квадрупольных ВЧ и однородных статических электрических полей
2.4 Радиочастотная ионная ловушка с суперпозицией квадрупольных ВЧ и
однородных статических полей для масс-спектрометров с преобразованием Фурье
Глава 3. Ионно-оптические системы с планарными дискретными электродами для образования композиций полей с пространственно-временными вариациями распределений потенциала
3.1 Образование суперпозиций трехмерных электрических полей системами
планарных дискретных электродов
3.2 Образование суперпозиций двумерных электрических полей системами
плоских дискретных электродов
3.3 Ионно-оптические системы с планарными дискретными электродами для
радиочастотных времяпролетных масс-спектрометров

3.4 Ионно-оптическая система с планарными дискретными электродами для МС с
преобразованием Фурье
3.5 Особенности конструкций ИОС с планарными дискретными электродами с
распределенными резисторно-емкостными делителями напряжений
Глава 4. Экспериментальное исследование радиочастотного времяпролетного
масс-анализатора ионов с планарными дискретными электродами
Заключение
Список использованных источников
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Введение
Ионно-оптические системы (ИОС) с двумерными и трехмерными линейными электрическими полями широко используются для масс-разделения, фокусировки и транспортировки заряженных частиц.
Фундаментальные свойства колебаний заряженных частиц в высокочастотных (ВЧ) полях с двух- и трехмерным квадратичными распределениями потенциалов достаточно глубоко изучены и широко используются в динамических масс-анализаторах квадрупольнЗого типа. К таким свойствам относятся независимость движения заряженных частиц по всем координатам и стабильный или нестабильный характер колебаний в зависимости от отношения массы к заряду частиц.
Инновационное развитие масс-спектрометрической отрасли показывает, что возможности квадрупольных полей для разработки более совершенных аналитических приборов и методов исследования вещества на молекулярном уровне реализованы не полностью.
Для решения актуальных задач фокусировки, транспортировки и сепарации заряженных частиц по энергиям и удельному заряду возникает необходимость в образовании композиций полей с различающимися пространственно-временными распределениями потенциала. Эта проблема может быть решена путем расширения функциональных возможностей ИОС с планарными дискретными электродами, используемых во времяпролетных радиочастотных масс-анализаторах ионов для образования двумерных линейных ВЧ полей. Решение задачи практической реализации ИОС с суперпозицией статических и переменных полей с различающимися пространственными распределениями потенциалов создает предпосылки для разработки инновационных аналитических приборов, в том числе радиочастотных ионных ловушек для масс-спектров высокого разрешения с преобразованием Фурье.
Подстановками О = ~е^р? ^ _^£о_ уравнения (2.23) приводится к
г0 т тхс тус
канонической форме:

Л> Пх + ^=0’
<12у сії
(2.24)
-П2у + 8У =0. Решения уравнений (2.24) имеют вид:
х(г) = (х0 - хс)соз(П/)+-^-5Іп(Ог)+ хс, УІ0 = (то _Ус)соз(П/)+бііДО/)+ ус,
(2-25)
где хс = яДП2, ус=8у/0.2.
Для анализа траекторий ионов с различными параметрами ВЧ и статического электрического полей выражения (2.25) удобно привести к виду:
х = ~ХтП СОБ(т + <рх) + Хс,
(2.26)
У = ~У«а С05[0,1+(ру)+ус,
где хт =1|(Х0 -хД2 +| ^-1 , 7И = 4(у0 -уД2 +
Гуо V
~ , <РХ= агс1ёУох/(*„ -хД],
V 5,2 У
сру = аг^у0у/(у0 -уД] - амплитуды и фазы секулярных колебаний ионов по осям X и У.
Из (2.26) следует, что изменением параметров хс, ус, и0 однородного статического поля можно изменять положение и амплитуды секулярных колебаний ионов на плоскости ХОУ без изменения их частоты.
Выражения (2.25) на плоскости ХОУ являются уравнениями эллипсов в параметрическом виде с координатами центров хс, ус. Они отличаются от