电子轰击离子源

冶金工程学术语

电子轰击离子源是采用高速（高能）电子束冲击样品，从而产生电子和分子离子M+，M+继续受到电子轰击而引起化学键的断裂或分子重排，瞬间产生多种离子。

简介

离子源是质谱仪器的“心脏。按电离方式分成电子轰击源、化学电离源、场致电离源等。其中慢电子轰击源是使用最广泛的气体离子源。离子源的性能直接影响着质谱仪器两个关键指标即灵敏度和分辨本领的高低。因此在质谱仪器中除了要求离子源工艺性能好，使用寿命长、价格低廉之外，主要是对以下指标感兴趣，即要求离子束流强大、散角小、束流稳定、能量分散和质量歧视都小。

电子轰击离子源介绍

1.进样方式：直接进样、GC；

2.获得单分子离子的方式：加热气化；

3.作用过程：电离方式—高能电子轰击70eV；

4.水平方向：灯丝与阳极间（0V电压）—高能电子—冲击样品—正离子

5垂直方向：G3-G4加速电极（低电压）—较小动能—狭缝准直G4-G5加速电极（高电压）—较高动能—狭缝进一步准直—离子进入质量分析器；

6.特点：使用最广泛，谱库最完整；电离效率高；结构简单，操作方便；但分子离子峰强度较弱或不出现（因电离能量最高）。

电子轰击型离子源的结构特点

图1表示一种最常用的结构最简单的电子轰击型离子源。电子由直热式阴极F（或F）发射，在电离室A（阳极）和阴极F或F之间施加直流电位，使电子得到加速，进入电离室中，碰撞气体使气体分子电离。在电离室A和聚焦极B之间所加电位作用下，离子加速离开电离室，通过聚焦扳后在减速间隙所加电位作用下，离子减速、聚焦到达离子源出口孔。由图1可见，这个简单离子源既无单独的离子推斥极和偏转极，也无电子接收板和栅极，但加有电子束聚焦磁铁和可自动切换的双灯丝（一个灯丝工作，另一备用灯丝与电离室相接），这种离子源的灵敏度与灯丝发射效率、灯丝和电离室小孔的准直度、电离电压（也称电子加速电压，加于电离室和灯丝之间。电离室为正，灯丝为负）、离子加速电压（电离室相对于地的正电压，即离子能量）以及三电极引出聚焦系统的性能都有关系，还与电子束聚焦磁铁有关。

机理探讨

极面约0.2特斯拉的磁铁如NS相吸放置，离子束通过的中，位置具有较大的场强，由此引起离子束的质量歧视效应（在到选出口缝前由于电子束聚焦磁铁的影响，离子束已按质荷比偏离，因而输出的离子流与质量有关）。

在性能要求很严的离子源中，在设计和装配时应充分考虑这一位移量和出射角的变化，用机械方法纠正。有的离子源为了解决这一向题，通常把引出电极（甚至聚焦电极、偏转电极等）的左右两半部加以绝缘，并加上相对可调的电位，提高离子束的引出效率和聚焦性能，使离子束准直地通过出口孔。

但是在小型四极质谱计中，为使离子源结构简单、可靠，通常都不采取上述措施。磁场对增加电子束对气体的电离几率是有效的，增加了引出束流，但磁场对离子束的偏转却改变了引出束流的出射位置和出射角，这样反而减小了引出束流，尤其是出射角的偏斜使后果最为严重。

在离子源后80mm处安装平板检测离子流的方法对于0.2mm的位移量和偏离轴线的偏转角反应不会十分敏感，因而未出现异常。而在离子源后加一个性能不十分好的长163mm的四极杆后，实际通道比前者大为减小，不仅把不适合四授杆的大部分离子流滤掉，而且由于位移和出射角的变化又增加了部分损失，这部分流强在不加磁场时可以通过四极杆，因此检测到的流强很弱甚至检测不到。

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