APIX 高纯器分析仪

高纯器分析仪描述：

结合了工艺先进的电子电路和功能强大的过程分析软件的大气压离子化质谱仪 (API-MS)使得 Thermo Scientific APIX 生产线提供的分析仪系统成为半导体和电子工业大宗气体连续质量控制的选择。

高纯器分析仪基于光电子发射原理，利用高分辨率电子能谱技术来研究材料表面的电子状态。当一个光子击中样品时，会产生光电子释放出来，这些光电子的能量和数量可以表征样品表面的电子结构。它具有非常高的分辨率，可精确检测到不同元素的电子能级。该设备的能量分辨率通常达到 10 meV 或以下，空间分辨率可达到亚微米级别。由于高纯器分析仪对样品的纯度要求非常高，因此在使用之前需要对样品进行严格的处理，例如去除表面污染物、氧化物等。通常采用的方法包括高温退火、离子轰击等。主要用于研究表面化学反应、催化剂、半导体器件等领域。它可以检测到材料表面的不同元素、化学键以及吸附物种，从而得出相关特性参数。

相比于其他表面分析技术，如X射线光电子能谱 (XPS) 和扫描电子显微镜 (SEM)，高纯器分析仪具有更高的分辨率和更高的灵敏度。同时，由于该设备采用真空环境下的工作方式，因此可以避免样品受到氧化或者其他污染物质的影响。

高纯器分析仪运行原理：

APIX δQ 和APIX Quattro 采用阳离子大气压离子化质谱仪 （ API-MS）技术, 该技术被电子工业广泛用于检测超纯气体中的污染物。进样时，样气以大气压或略高于大气压的压力进入离子源。 金属针设置在靠近由孔板行成的通向棱镜组的入口附近。它带有高的电压，能够产生电晕放电。这就产生了从孔板到针头的电子流。电子与离子源中 大量样气发生反应，从而导致大量样气气体分子的电离。 幸运的是，相对于氮气、氢气、氦气和氩气而言，这些出现在样气中浓度很低的污染物需要很少的能量就可以产生 电离。正是因为如此，任何污染物分子出现在样气中，它们与样气离子发生反应的几率就非常高。 这种反应发生时，电荷转移至污染物气体分子，这就形成了再次电离。 这个电荷转移导致非常高比例的污染物气体分子被电离。 事实上，这个效率比其他使用真空腔电离技术的质谱仪， 其效率要高1000倍。 部份样品、电离的污染物，经过一系列的减压透镜后，进入三重四级杆质谱仪。一个测量质量数达到300道尔顿（原子质量单位）三重四级杆能够确保实现所有污染物的精确测量。脉冲计数放大器的噪声等级仅为10个脉冲，每106个脉冲, 与大气压离子源配合后, 能够确保12数量级的测量下限，它可以低1012之一 (即1 ppt)。

高纯器分析仪技术参数：

测量方式

APIX δQ: 1x 三重四级杆质谱分析器

APIX Quattro: 4x 三重四级杆质谱分析器

质量范围

1-300 AMU

离子源类型

大气压离子化

离子源背景

＜1 ppt

放大器和动态测量范围

100 MHz脉冲计数型

检测器

脉冲计数通道电子倍增器

检测噪声

每106 有10个数

检测下限

< 10 ppt (根据组份变化)

分析时间（典型）

< 1s每个组份

流路切换时间（典型）

15分钟至 < 1 ppb

适合的大宗气体

H2 , N2 , Ar, He (O2仅限于 δQ 型)

串口连接类型

RS232, RS422, RS485

检测的污染物

H02 , He, CO, CO2 , O2   , CH4 , Kr 和 Xe (其他污染物也可检测)

外形尺寸

APIX δQ: 1.9 m (H) x 0.7 m (W) x 0.65 m (D)

APIX Quattro: 1.9 m (H) x 2.1 m (W) x 0.65 m (D)

随着科学技术的发展，高纯器分析仪可能会继续提高其分辨率、检测能力和自动化程度。同时，对于材料表面的原位观察也将成为未来研究的重要方向。