Затвор Брэдбери-Нильсена

Затвор Брэдбери-Нильсена (или ворота Брэдбери-Нильсена ) — это тип электрических ионных затворов, который был впервые предложен в статье Норриса Брэдбери и Рассела А. Нильсена, где они использовали его в качестве электронного фильтра. ^{[ 1 ]} Сегодня они используются в области масс-спектрометрии , где они используются как в времяпролетных масс-спектрометрах, так и в спектрометрах подвижности ионов. ^{[ 2 ]} , а также масс-спектрометры с преобразованием Адамара (вариант TOF-MS). ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} Затвор Брэдбери-Нильсена идеально подходит для введения коротких импульсов ионов и может использоваться для улучшения массового разрешения TOF-инструментов за счет уменьшения начального размера импульса по сравнению с другими методами введения ионов.

Теория работы

Идея затвора Брэдбери-Нильсена заключается в подаче высокочастотного напряжения в противофазе на 180° к чередующимся проводам в сетке, ортогональной траектории ионного луча. Это приводит к тому, что заряженные частицы проходят непосредственно через затвор только 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 из-за разности потенциалов между соседними проводами. Это отклонение является расходящимся: ионы, проходящие через чередующиеся щели, отклоняются в противоположных направлениях. Максимальный угол отклонения ^{[ 4 ]} можно рассчитать по

загар α = k V _p / V ₀

где α — угол отклонения, k — константа отклонения, V _p — напряжение проволоки (+V _p на одной проволоке и -V _p на другой), а V ₀ — напряжение ускорения ионов в эВ. Константу отклонения k можно рассчитать по формуле

k = π / 2ln[кот(πR/2d)]

где R — радиус провода, а d — расстояние между проводами.

Микромеханические ионные ворота

затворе Брэдбери-Нильсена о микромеханическом из пластины кремния на изоляторе . Сообщалось ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

Ссылки

^ Норрис Э. Брэдбери и Рассел А. Нильсен (1936). «Абсолютные значения подвижности электронов в водороде». Физический обзор . 49 (5): 388–93. Бибкод : 1936PhRv...49..388B . дои : 10.1103/PhysRev.49.388 .
^ Шумлас, Эндрю В; Хифтье, Гэри М (2005). «Проектирование и изготовление механически простого ионного затвора с встречно-штыревой проволокой» . Преподобный учёный. Инструмент . 76 (8). АИП. Бибкод : 2005RScI...76h6108S . дои : 10.1063/1.2006308 . Архивировано из оригинала 29 сентября 2011 г.
^ Джоэл Р. Киммел; Фридрих Энгельке и Ричард Н. Заре (2001). «Новый метод изготовления мелко расположенных ворот Брэдбери – Нильсона». Обзор научных инструментов . 72 (12): 4354–4357. Бибкод : 2001RScI...72.4354K . дои : 10.1063/1.1416109 .
^ Jump up to: ^а ^б О Кю Юн; Игнасио А. Сулета; Мэтью Д. Роббинс; Гриффин К. Барбула и Ричард Н. Зар (2007). «Простой метод на основе шаблонов для создания ворот Брэдбери-Нильсена» . Журнал Американского общества масс-спектрометрии . 18 (11): 1901–1908. дои : 10.1016/j.jasms.2007.07.030 . ПМИД 17827033 .
^ Зулета И.А., Барбула Г.К., Роббинс М.Д., Юн ОК, Заре Р.Н. (2007). «Микромеханические ворота Брэдбери-Нильсена». Анальный. Хим . 79 (23): 9160–5. дои : 10.1021/ac071581e . ПМИД 17966990 .
^ Патент США 7176452 , Зулета И., Заре Р. и Ричард Н. Заре, «Микрофабрикатное устройство модуляции луча», выдан 13 февраля 2007 г., передан Попечительскому совету Стэнфордского университета Леланда (Пало-Альто, Калифорния).

См. также

[1] Норрис Э. Брэдбери и Рассел А. Нильсен (1936). «Абсолютные значения подвижности электронов в водороде». Физический обзор . 49 (5): 388–93. Бибкод : 1936PhRv...49..388B . дои : 10.1103/PhysRev.49.388 .

[2] Шумлас, Эндрю В; Хифтье, Гэри М (2005). «Проектирование и изготовление механически простого ионного затвора с встречно-штыревой проволокой» . Преподобный учёный. Инструмент . 76 (8). АИП. Бибкод : 2005RScI...76h6108S . дои : 10.1063/1.2006308 . Архивировано из оригинала 29 сентября 2011 г.

[3] Джоэл Р. Киммел; Фридрих Энгельке и Ричард Н. Заре (2001). «Новый метод изготовления мелко расположенных ворот Брэдбери – Нильсона». Обзор научных инструментов . 72 (12): 4354–4357. Бибкод : 2001RScI...72.4354K . дои : 10.1063/1.1416109 .

[BNG-4] Jump up to: ^а ^б О Кю Юн; Игнасио А. Сулета; Мэтью Д. Роббинс; Гриффин К. Барбула и Ричард Н. Зар (2007). «Простой метод на основе шаблонов для создания ворот Брэдбери-Нильсена» . Журнал Американского общества масс-спектрометрии . 18 (11): 1901–1908. дои : 10.1016/j.jasms.2007.07.030 . ПМИД 17827033 .

[pmid17966990-5] Зулета И.А., Барбула Г.К., Роббинс М.Д., Юн ОК, Заре Р.Н. (2007). «Микромеханические ворота Брэдбери-Нильсена». Анальный. Хим . 79 (23): 9160–5. дои : 10.1021/ac071581e . ПМИД 17966990 .

[6] Патент США 7176452 , Зулета И., Заре Р. и Ричард Н. Заре, «Микрофабрикатное устройство модуляции луча», выдан 13 февраля 2007 г., передан Попечительскому совету Стэнфордского университета Леланда (Пало-Альто, Калифорния).

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]