辉光放电质谱理论与应用

　　本书是辉光放电质谱分析领域讲述基本原理与应用的第一部著作。书中，作者结合自己的研究成果和应用经验，详细介绍了辉光放电基本原理、特点、半定量与定量经验公式与实际分析、样品处理、深度剖析、应用范围、应用案例及发展趋势。全书内容包括６章，每章后附有详细的参考文献，供读者拓展研究参考。

　　卓尚军：中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、博士研究生导师。现任国家大型科学仪器中心上海质谱中心（无机）主任、中国科学院上海硅酸盐研究所无机材料分析测试中心主任、中国科学院上海硅酸盐研究所公共技术服务平台所级中心主任。主要从事无机材料表征和检测的基础研究、应用研究，相关仪器设备和软件的研制。兼任亚太经合组织（APEC）材料检测与评价技术网（ANMET）中国大陆地区委员、中国合格评定国家认可委员会技术委员会化学分委会特聘专家、上海市公共研发服务平台质谱专业技术服务中心副主任、上海硅酸盐学会分析测试专业委员会主任委员、上海市科研仪器与技术协会副理事长等职务。 钱荣：中国科学院上海硅酸盐研究所无机材料分析测试中心副研究员，专长学科分析化学。曾做过英国萨塞克斯大学访问学者。在辉光放电磁场增强机理研究、辉光放电质谱分析非导体材料新方法研究、辉光放电质谱分析多晶硅定量方法以及辉光放电质谱在玉石产地特征研究中的应用等领域，有一定的工作成果。

第1章辉光放电质谱基本原理1

1.1引言1

1.2辉光放电离子源1

1.2.1辉光放电2

1.2.2直流辉光放电离子源2

1.2.3射频辉光放电离子源5

1.3离子化9

1.4离子的分离与检测10

1.4.1离子的分离10

1.4.2离子的检测13

1.5分析与应用13

1.5.1定性分析13

1.5.2定量分析14

1.5.2.1单元素基体样品的定量分析14

1.5.2.2多元素基体样品的定量分析19

1.5.2.3使用校正曲线的定量分析21

1.5.3深度剖析和二维成像23

1.6质量分辨率和丰度灵敏度24

1.6.1质量分辨率24

1.6.2丰度灵敏度26

1.7检测限和灵敏度26

1.7.1检测限26

1.7.2灵敏度27

1.8放电气体27

1.9信号增强30

1.9.1脉冲辉光放电离子源30

1.9.2磁场增强30

1.9.3微波增强31

1.10冷阱32

1.11数学模拟33

参考文献33

第2章辉光放电质谱仪器38

2.1引言38

2.2离子源39

2.2.1直流源41

2.2.2射频源42

2.2.3脉冲源43

2.3质量分析器43

2.4检测器45

2.5辅助系统45

2.5.1真空系统45

2.5.2高电压单元46

2.5.3烘烤系统46

2.5.4离子源控制单元47

参考文献47

第3章辉光放电质谱分析与特点48

3.1引言48

3.2辉光放电质谱仪器放电条件的优化48

3.2.1放电电压与电流49

3.2.2射频功率49

3.2.3放电气体压力52

3.2.4预溅射时间53

3.2.5样品厚度53

3.3辉光放电质谱仪器分析参数的设定54

3.3.1磁场与质量校正54

3.3.2分辨率的优化与选择55

3.3.3积分时间设定56

3.4重现性56

3.4.1辉光质谱分析内部重现性56

3.4.2辉光质谱分析外部重现性56

3.5GDMS分析特点56

3.6质谱干扰与消除63

3.6.1提高放电气体纯度64

3.6.2更换放电气体64

3.6.3采用冷阱65

3.6.4选用合适的同位素65

3.6.5提高质量分辨率65

3.6.6运用碰撞诱导解离66

参考文献66

第4章辉光放电质谱分析的样品制备方法69

4.1引言69

4.2金属及半导体材料制样方法71

4.3非导体材料制样方法73

4.3.1混合法74

4.3.1.1机械滚压法74

4.3.1.2压片法75

4.3.1.3压力渗透法78

4.3.2第二阴极法80

4.3.3嫁接法82

4.3.4表面涂覆金属膜法83

4.3.5钽槽法85

4.3.6射频辉光放电质谱的样品处理方法87

参考文献87

第5章辉光放电质谱深度剖析90

5.1引言90

5.2基本原理92

5.3depthprofile定量研究93

5.4深度分辨率95

5.5溅射坑形貌96

5.5.1放电功率对溅射坑形貌的影响96

5.5.2放电气压对溅射坑形貌的影响99

5.5.3其他实验参数对溅射坑形貌的影响101

5.6GDMS深度剖析的应用101

5.6.1金属表面或涂层深度剖析应用101

5.6.2非导体材料表面或涂层深度剖析应用103

5.6.3半导体表面或涂层深度剖析应用104

参考文献107

第6章辉光放电质谱方法的应用111

6.1引言111

6.2辉光放电质谱法在导体材料分析中的应用112

6.2.1辉光放电质谱法测定高纯铟中痕量元素112

6.2.2辉光放电质谱新方法分析颗粒状金属铪112

6.2.3辉光放电质谱法定量分析钕铁硼合金中常

微量元素113

6.2.4辉光放电质谱法测定高纯铜中特征元素114

6.2.5辉光放电质谱法定量分析Zr2.5Nb合金中的

Cl元素115

6.3辉光放电质谱法在半导体材料分析中的应用116

6.3.1辉光放电质谱法分析太阳能多晶硅116

6.3.2辉光放电质谱法分析砷化镓晶体117

6.4辉光放电质谱法在非导体材料分析中的应用119

6.4.1直流辉光放电质谱法分析爱尔兰海沉积物中的

Np元素120

6.4.2辉光放电质谱“第二阴极法”分析ZrO2陶瓷

材料120

6.4.3辉光放电质谱“外层包裹金属膜”法分析

钨酸铅等材料121

6.4.4辉光放电金属钽槽法分析人工晶体中掺杂

元素122

6.4.5直流辉光质谱法在玉石分析中的应用123

6.5辉光放电质谱法在复合材料分析中的应用124

6.5.1脉冲射频辉光放电时间飞行质谱直接分析

玻璃薄膜125

6.5.2脉冲射频辉光放电时间飞行质谱表征纳米线

材料126

6.5.3pulserfGDTOFMS的正负模式

分别研究聚合物材料126

6.6磁场增强辉光放电质谱研究进展127

6.6.1简便型磁场增强射频辉光时间飞行质谱128

6.6.2堆积磁场增强射频辉光放电质谱的研究与

应用128

6.7辉光放电质谱法在液体分析中的应用131

参考文献132