Dynamische Massenspektrometer by Erich Wilhelm Blauth

By Erich Wilhelm Blauth

Wahrend sich zahlreiche Monographien mit den statischen Massen spektrometern befassen, existiert fur die dynamischen Spektrometer keine entsprechende Darstellung. Die vorliegende Schrift soll dem wachsenden Einsatz der dynamischen Analysatorsysteme auf den Gebieten einfacher Anwendungen der Massenspektroskopie gerecht werden. Die zum Zeitpunkt der Niederschrift vorliegende Literatur wurde praktisch vollstandig berucksichtigt. Um den Umfang des Buches nicht unnotig anwachsen zu lassen, muss bei manchen Spektrometer typen bezuglich Einzelheiten auf die Originalliteratur verwiesen wer den. Grosseres Gewicht wurde auf die Darstellung des systematischen Zusammenhangs der dynamischen Prinzipien in der Massenspektros kopie gelegt. So konnte der Versuch unternommen werden, alle bekann ten Analysatoren in ein Prinzipienschema leicht uberschaubar einzu ordnen. Es ist zu hoffen, dass in Zukunft noch manche neue Idee Anlass gibt, das Schema zu erweitern. Bei vielen der beschriebenen Spektrome ter liegen noch keine experimentellen Ergebnisse vor. Zur Darstellung der Grundlagen konnte in vielen Fallen auf das Buch "Elektronengerate" von Bruche und Recknagel (Berlin 1941) zuruckge griffen werden. Diese Arbeit wurde im Rahmen des Vertrags zwischen dem Institut fur Plasmaphysik GmbH und der Europaischen Atomgemeinschaft uber die Zusammenarbeit auf dem Gebiete der Plasmaphysik durch gefuhrt. Herrn Dr. G. v. Gierke danke ich fur sein forderndes Interesse an der Arbeit, Fraulein H. Schulze sowie den Herren R. Behrisch, H. Hotzl, B. Scherzer und Dr. H. Vernickel fur die kritische Durchsicht des Manuskripts, Fraulein S. Kildentoft und Fraulein W. Lenz fur vielfache technische Hilfe. Herr F. M elzner hat freundlicherweise der Besprechung des Reflektrons vor einer anderweitigen Veroffentlichung zugesti

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Wahrend sich zahlreiche Monographien mit den statischen Massen spektrometern befassen, existiert fur die dynamischen Spektrometer keine entsprechende Darstellung. Die vorliegende Schrift soll dem wachsenden Einsatz der dynamischen Analysatorsysteme auf den Gebieten einfacher Anwendungen der Massenspektroskopie gerecht werden. Die zum Zeitpunkt der Niederschrift vorliegende Literatur wurde praktisch vollstandig berucksichtigt. Um den Umfang des Buches nicht unnotig anwachsen zu lassen, muss bei manchen Spektrometer typen bezuglich Einzelheiten auf die Originalliteratur verwiesen wer den. Grosseres Gewicht wurde auf die Darstellung des systematischen Zusammenhangs der dynamischen Prinzipien in der Massenspektros kopie gelegt. So konnte der Versuch unternommen werden, alle bekann ten Analysatoren in ein Prinzipienschema leicht uberschaubar einzu ordnen. Es ist zu hoffen, dass in Zukunft noch manche neue Idee Anlass gibt, das Schema zu erweitern. Bei vielen der beschriebenen Spektrome ter liegen noch keine experimentellen Ergebnisse vor. Zur Darstellung der Grundlagen konnte in vielen Fallen auf das Buch "Elektronengerate" von Bruche und Recknagel (Berlin 1941) zuruckge griffen werden. Diese Arbeit wurde im Rahmen des Vertrags zwischen dem Institut fur Plasmaphysik GmbH und der Europaischen Atomgemeinschaft uber die Zusammenarbeit auf dem Gebiete der Plasmaphysik durch gefuhrt. Herrn Dr. G. v. Gierke danke ich fur sein forderndes Interesse an der Arbeit, Fraulein H. Schulze sowie den Herren R. Behrisch, H. Hotzl, B. Scherzer und Dr. H. Vernickel fur die kritische Durchsicht des Manuskripts, Fraulein S. Kildentoft und Fraulein W. Lenz fur vielfache technische Hilfe. Herr F. M elzner hat freundlicherweise der Besprechung des Reflektrons vor einer anderweitigen Veroffentlichung zugesti

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Der Laufwinkel zwischen Gitter c und e beträgt 2 sw v = 267 = 0,74 Perioden. 0 An dieser Stelle N = 0,74 Perioden liegt das Hauptmaximum des Energiegewinns (Abb. 19). Das Gegenfeldpotential des Kollektors entspricht der gestrichelten Linie mit der Energie Z. Nur Ionen im Frequenz25 bereich AB werden vom Kollektor aufgenommen. Die Kurve AB entspricht aber nicht der wahren Linienform, weil noch Ionen ausreichender Energie registriert werden, die nicht beim Optimalwinkel = 46°26' am Gitter c gestartet sind.

48 H. Eiber [80] entwickelte aus dem Elektronenfilter ein Massenspektroskop zur angenäherten Bestimmung der Masse von Gasionen bei Drükken bis zu einigen Torr. Die Abb. 43 zeigt schematisch die Wirkungsweise des Massensiebes. 43 Schnitt durch zwei Gitterdrähte mit einer Ionenbahn unter dem Einfluß des hochfrequenten Gitterfeldes E z Wir nehmen an, daß sich die Ionen senkrecht auf das Gitter hinbewegen. Für die mittlere freie Weglänge A der Ionen, den Gitterdrahtdurchmesser D und den Abstand der Drähte d gelte: A ~D >d.

Am günstigsten wäre eine zweistufige Röhre [38]. Sie hat jedoch den Nachteil, daß die Störlinien nur wenig kleiner sind als die Hauptlinie. Eine Abtrennung der Hauptlinie durch ein Gegenfeld würde die Empfindlichkeit des Spektrometers stark einschränken. Bei der Dreistufenröhre werden die Störlinien etwas verkleinert, wobei das Auflösungsvermögen ebenfalls etwas zurückgeht. Die weiteren Untersuchungen der genannten Arbeit gelten erstens dem Einfluß der Lage der zweiten Beschleunigungsstufe auf die Höhe der Störlinien, zweitens dem Einfluß der Gitterstruktur auf das Auflösungsvermögen und drittens dem Einfluß der Inhomogenität des Gegenfeldes auf das Auflösungsvermögen.

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