Затвор Брэдбери – Нильсена - Bradbury–Nielsen shutter

Схематический вид сверху затвора Брэдбери-Нильсена с включенным (отклоняющимся) напряжением.

А Затвор Брэдбери – Нильсена (или же Ворота Брэдбери – Нильсена) представляет собой тип электрического ионного затвора, который впервые был предложен в статье Норрис Брэдбери и Рассел А. Нильсен, где они использовали его как электрон фильтр.[1] Сегодня они используются в области масс-спектрометрии где они используются в обоих TOF масс-спектрометры И в спектрометры ионной подвижности [2], а также Преобразование Адамара масс-спектрометры (вариант TOF-MS).[3][4] Затвор Брэдбери – Нильсена идеален для ввода коротких импульсов ионов и может использоваться для улучшения разрешения по массе инструментов TOF за счет уменьшения начальной длительности импульса по сравнению с другими методами ввода ионов.

Теория Операции

Концепция затвора Брэдбери – Нильсена заключается в применении высокая частота Напряжение сдвигом по фазе на 180 ° для чередования проводов в сетке, которая ортогональна пути ионного пучка. Это приводит к заряженные частицы только проходя непосредственно через заслонку в определенные моменты фазы напряжения (φ = nπ / 2), когда разность потенциалов между проводами сетки равна нулю. В других случаях ионный пучок отклоняется на некоторый угол разностью потенциалов между соседними проволоками. Это отклонение расходится с ионами, которые проходят через чередующиеся щели, отклоняясь в противоположных направлениях. Максимальный угол отклонения [4] можно рассчитать по

tan α = k Vп / V0

где α - угол отклонения, k - постоянная отклонения, Vп напряжение на проводе (+ Vп на одном проводе установить и -Vп с другой), а V0 - напряжение ускорения ионов в эВ. Константу прогиба k можно рассчитать по формуле

k = π / 2ln [детская кроватка (πR / 2d)]

где R - радиус проволоки, а d - расстояние между проволоками.

Микромашинные ионные вентили

Ворота Брэдбери-Нильсена микромашинный из кремний на изоляторе вафля не поступало.[5][6]

Рекомендации

  1. ^ Норрис Э. Брэдбери и Рассел А. Нильсен (1936). «Абсолютные значения подвижности электронов в водороде». Физический обзор. 49 (5): 388–93. Bibcode:1936ПхРв ... 49..388Б. Дои:10.1103 / PhysRev.49.388.
  2. ^ Szumlas, Andrew W; Хифтье, Гэри М (2005). «Дизайн и конструкция механически простого ионного затвора с встречно-штыревой проволокой». Rev. Sci. Instrum. AIP. 76 (8). Bibcode:2005РНКИ ... 76х6108С. Дои:10.1063/1.2006308. Архивировано из оригинал 29 сентября 2011 г.
  3. ^ Джоэл Р. Киммел; Фридрих Энгельке и Ричард Н. Заре (2001). «Новый метод производства ворот Брэдбери – Нильсона с мелким шагом». Обзор научных инструментов. 72 (12): 4354–4357. Bibcode:2001НИ ... 72.4354K. Дои:10.1063/1.1416109.
  4. ^ а б О Гю Юн; Игнасио А. Зулета; Мэтью Д. Роббинс; Гриффин К. Барбула и Ричард Н. Заре (2007). «Простой метод на основе шаблона для создания Гейтса Брэдбери-Нильсена». Журнал Американского общества масс-спектрометрии. 18 (11): 1901–1908. Дои:10.1016 / j.jasms.2007.07.030. PMID  17827033.
  5. ^ Зулета И.А., Барбула Г.К., Роббинс М.Д., Юн ОК, Заре Р.Н. (2007). «Микрообработанные ворота Брэдбери-Нильсена». Анальный. Chem. 79 (23): 9160–5. Дои:10.1021 / ac071581e. PMID  17966990.
  6. ^ Патент США 7176452, Зулета И., Заре Р. и Ричард Н. Заре, «Микрофабричное устройство модуляции луча», выпущено 13 февраля 2007 г., передано Попечительскому совету Стэнфордского университета им. Леланда (Пало-Альто, Калифорния) 

Смотрите также