Масс-спектрометрия с поверхностно- и матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией неорганических и органических соединений на поверхностях различного типа

• Автор: Пыцкий, Иван Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Обзор литературы методы исследования поверхности

1.1. Физикохимия поверхности

1.1.1 Методы исследования физикохимии поверхности

а Методы дифракции электронов

б Методы электронной спектроскопии

в Методы ионной спектроскопии

г Методы десорбционной спектроскопии

д Методы полевой десорбции и ионизации

е Методы измерения работы выхода

Методы рассеяния молекулярных и атомных пучков
ж Методы колебательной спектроскопии
1.2. Метод активированный поверхностьюматрицей лазерной десорбцииионизации
1.2.1. Сущность метода
1.2.2. Выбор матрицы
1.2.3. Пробоподготовка
1.2.4. Режим диссоциации индуцированной столкновениями
1.2.5. Режим фрагментации после источника
1.3. Метод массспектрометрии с ионизацией в индуктивно
связанной плазме ИСПМС
Г лава 2. Экспериментальная часть
2.1. Реагенты и оборудование
2.2. Массспектрометрия с активированной поверхностью и матрицей лазерной десорбциейионизацией
2.3. Массспектрометр с ионизацией в индуктивносвязанной плазме
2.4. Статистическая обработка при расшифровке массспектров ПАЛДИМАЛДИ
2.5. Объекты исследования и пробоподготовка
2.5.1. Пробоподготовка для экспериментов методом МАЛДИ для соединений, планируемых для использования в качестве веществмаркеров при исследовании поверхности
2.5.2. Пробоподготовка для исследования элементного состава сплавов в приповерхностных слоях
Глава 3. Обсуждение результатов
3.1. Исследование кластерообразования галогенидов серебра на
модельной поверхности в условиях ионизации ПАЛДИ и МАЛДИ
а Метод ПАЛДИ
б Метод МАЛДИ
3.2. Исследование образования кластерных ионов галогенидов
серебра с использованием двумерной массспектрометрии
3.3. Исследование фрагментации при ионизации на модельной
поверхности сульфата меди II
3.4. Исследование органических соединений на поверхности исследуемых сплавов методами МАЛДИ и ПАЛДИ
3.5. Исследование фрагментации хлорида никеля при ионизации на 4 инертной поверхности
3.6. Исследование распределения нитробензойных кислот на инертных и реальных поверхностях
3.7. Использование веществмаркеров для исследования химии
поверхности конструкционных материалов Ад0 и АМг
а бромид серебра
б хлорид никеля
в смесь моно и динитробензойных кислот
3.8. Исследование примесей на поверхности методом масс
спектрометрии с ионизацией в индуктивносвязанной плазме
3.9. Исследование элементного состава поверхностных и
приповерхностных слоев материалов Ад0 и АМг6 после контакта с компонентами топлива.
Выводы
Список литературы


Последующие сетки имеют потенциал катода электронной пушки и потому не пропускают сквозь себя никакие электроны кроме упруго рассеянных. Упруго рассеянные дифрагированные электроны проходят сквозь сетки и попадают на люминисцентный экран. В результате этого, с обратной стороны экрана можно наблюдать светящуюся дифракционную картину образца. Сегодня, благодаря развитию вычислительной техники, метод ДМЭ позволяет гораздо быстрее считывать информацию и полностью отказаться от ручного сканирования 57. Поверхностная чувствительность этого метода определяется малой длиной свободного пробега медленных электронов и значительным обратным рассеянием. Другим вариантом решения проблемы поверхностной чувствительности является использование метода ДОБЭ. В данном методе используют быстрые электроны, дифрагирующие на образце при отражении под углами скольжения, то есть выполняется условие неупругого рассеяния. Схема оптики для метода ДОБЭ приведена на рисунке 2. Рис. Схема оптической системы метода ДОБЭ. Метод ДОБЭ гораздо чувствительнее к качеству микроповерхности по сравнению с методом ДМЭ, более прост в исполнении и, благодаря геометрии, обладает лучшим доступом к поверхности образца 8. Известны работы с применением рассматриваемого метода в сочетании с другими методами исследования поверхности 9. Таким образом, методы дифракции электронов позволяют исследовать дефекты поверхности и устанавливать факт адсорбции посторонних примесей на изучаемой поверхности, однако, несут крайне мало информации непосредственно о химии поверхности. К таким методам относятся рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия РФЭС, ожеэлектронная спектроскопия ОЭС, ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия УФЭС и пороговые методы, такие как спектроскопия потенциала появления СПП и спектроскопия ионизационных потерь. РФЭС основана на регистрации спектров остовных электронов, выбитых с поверхности под действием рентгеновского излучения. Здесь применяется более монохроматический источник излучения, который позволяет проводить исследование занятых электронных энергетических уровней на поверхности. В качестве такого источника используется анод из определнного материала, бомбардируемый пучком электронов высоких энергий порядка сотен электронвольт. РФЭС один из самых популярных на сегодняшний день методов исследования элементного состава поверхности, причм как качественного, так и количественного . Следует также заметить, что важную роль в РФЭС играют и структурные эффекты изза потенциальной возможности упругого рассеяния волн атомами вокруг эммитера. Современные возможности РФЭС значительно возросли благодаря развитию техники. Все последние разработки описаны в обзоре . В основу ОЭС положен процесс безызлучательного энергетического перехода при облучении атома пучком электронов. Еа энергия остовного уровня, Еь уровень, с которого переходит заполняющий электрон. Ьу Еа Еь Ес 2 Ес энергия выхода ожеэлектрона. ЕС
г
ЕА
Рис. Схема излучательного а и безызлучательного переходов б при бомбардировке электронами. Чаще всего ОЭС применяется для определения химического состава поверхности без глубинного понимания процессов, то есть методом отпечатков пальцев . Кроме того, ОЭСспектры значительно сложнее для понимания с точки зрения энергетических сдвигов и формы пиков. Если РФЭСспектры осложнены только внутри и внеатомной релаксацией, то ОЭСспектры осложняются ещ возможностью взаимодействия двух дырок и искажением формы пиков изза менее жстких правил отбора. Из этого следует, что метод РФЭС имеет заметные преимущества перед ОЭС. Тем не менее, известны работы по количественному определению состава поверхности методом ОЭС с построением калибровочных кривых. Помимо этого, метод довольно прост в применении, различие в чувствительности к различным элементам составляет не более одного порядка, а низкие энергии возбуждающих электронов позволяют добиться гораздо лучшего по сравнению с РФЭС разрешения, так как такой пучок всегда легче сместить или сфокусировать. Сейчас метод ОЭС широко применяется для изучения поверхности тонких плнок , и более глубокого понимания сути процессов происходящих при ожепереходах .