用于分析应用的无间隙微介质阻挡放电离子源
仪器与探测器
2016-02-22 v1
摘要
将介质阻挡放电（DBD）用作灵敏化学分析的离子源并不常见，因为阻挡放电由于空间和时间不稳定性而产生过量噪声。本设计采用接触的、交叉的玻璃包覆微丝将电场聚焦于逐渐消失的间隙中，从而抑制空间和时间变化，减小压力、温度和湿度影响，稳定放电起始并限制化学碎裂。正离子模式质子转移、来自微放电的化学碎裂以及NO+加合物相结合，实现了宽泛的化学灵敏度。我们分析了该离子源的噪声特性，并报道了针对多种挥发性有机化合物的化学响应度。对比了三种系统的源噪声谱密度：接触包覆丝源、有间隙介质阻挡放电源和5 mCi Ni-63放射性源。交叉丝源展现出接近白噪声Ni-63源特性的噪声特性，而有间隙放电则由于面积放电的随机路径和强度变化而呈现1/f噪声。对于化学灵敏度测试，稀样品通过蒸气流动注射或气相色谱进样，随后通过差分离子迁移谱（DMS / FAIMS）检测，少数情况通过质谱检测。在正离子模式下测试的化合物包括酮类和醇类、简单芳烃（苯、甲苯、二甲苯、乙苯和丙苯）、氯化与硝化溶剂以及脂肪烃（己烷和正辛烷），灵敏度从ppt到ppb级别。该用于痕量蒸气检测的金属丝源在从极低（ppb）湿度水平向上的广泛环境条件下稳定，比放射性镍源具有更宽的化学覆盖范围且噪声特性几乎相当，并可调至更高强度。
引用
@article{arxiv.1602.06242,
title = {A gapless micro-dielectric-barrier-discharge ion source for analytical applications},
author = {Stephen L. Coy and Evgeny V. Krylov and Gary A. Eiceman and Isik Kanik},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.06242},
year = {2016}
}