نقدم هنا، بروتوكولا لتصوير النانومترية الأنواع أنيونى. يتم سبر الأنيونات المتولدة في الخلاء ومفصولة بواسطة الطيف الكتلي باستخدام سرعة تعيين النانومترية التصوير، وتوفير تفاصيل شاردة ومستويات الطاقة المحايدة وشاردة ومحايدة بنية وطبيعة الدولة الإلكترونية شاردة.
تصوير النانومترية شاردة وسيلة فعالة جداً لدراسة الطاقة الدول منضمة الأيونات السلبية والأنواع محايدة والتفاعلات بين الإلكترونات غير منضم مع الجزيئات المحايدة/ذرات. الدولة للفنون في الخلاء تقنيات الجيل شاردة السماح تطبيق مجموعة واسعة من الذري، الجزيئية، والكتلة نظم شاردة. هذه هي فصل والمحدد باستخدام وقت الطيران الطيف الكتلي. تتم إزالة الإلكترونات بواسطة الفوتونات مستقطبة خطيا (صور مفرزة) استخدام مصادر ليزر أعلى الجدول التي توفر إمكانية الوصول بسهولة إلى الطاقات الإثارة الأشعة تحت الحمراء إلى الأشعة فوق البنفسجية القرب. الكشف عن فوتوليكترونس بسرعة تعيين عدسة التصوير وموقف يعني كاشف الحساسة، من حيث المبدأ، يصل إلى كل النانومترية في الكشف عن وكفاءة كشف موحد لجميع مصادر الطاقة الحركية. النانومترية الأطياف المستخرجة من الصور عن طريق التعمير الرياضي استخدام عكسية تحول هابيل تكشف تفاصيل توزيع الدولة طاقة داخلية شاردة والدول الناتجة من الطاقة المحايدة. في الإلكترونات منخفضة الطاقة الحركية، قرار نموذجي كافية للكشف عن اختلافات مستوى الطاقة بناء على أمر من بضعة ميليليكترون-فولت، أي، ومختلف مستويات الذبذبات للأنواع الجزيئية أو تقسيم ذرات تدور المدار. توزيعات الزاوي النانومترية المستخرجة من معكوس التحويل هابيل تمثل توقيعات المداري إلكترون المنضم، يسمح أكثر تفصيلاً السبر من بنية إلكترونية. الأطياف وتوزيعات الزاوي ترميز أيضا تفاصيل عن التفاعلات بين الأنواع محايدة المتبقية بعد الإثارة والالكترون الصادرة. ويتجلى الأسلوب التطبيق لشاردة الذري (و−)، ولكن يمكن أيضا تطبيقها لقياس الطيف الجزيئي شاردة، ودراسة الأصداء شاردة المنخفضة (كبديل للتجارب ونثر) و femtosecond ( خ م) وقت حل دراسات التطور الديناميكي الأنيونات.
هو البديل عن مطيافية إلكترون شاردة النانومترية التصوير1 ويمثل تحقيق قوية هيكل الإلكترونية الذرية/الجزيئي والتفاعلات بين الإلكترونات والأنواع محايدة. المعلومات التي تم الحصول عليها أمر ضروري في تطوير فهم محدد ويتواجد سالبة (إلكترون-جزيء نثر الأصداء) الدول أيون، المدخل والدول للحد من المواد الكيميائية والعمليات مرفق فصامي وأيون-جزيء التفاعلات. وعلاوة على ذلك، توفر النتائج الاختبارات الحيوية لعاليه المستوى منذ البداية الأساليب النظرية، وخاصة تلك المصممة للتعامل مع الغاية ترتبط النظم و/أو الدول غير الثابتة.
الأسلوب الذي يجمع بين إنتاج أيون الطيف الكتلي والجسيمات المشحونة التصوير2،،من34 لحساسية المسبار الإلكترونية (والجزيئات الصغيرة، الذبذبات) الهيكل. العمل مع الأنواع أنيونى يسمح الانتقائية الشامل جيدة عبر الوقت للطيران الطيف الكتلي (TOF-MS). مرئي/القرب من الأشعة فوق البنفسجية (الأشعة فوق البنفسجية) الفوتونات نشطة بما فيه الكفاية لإزالة الإلكترون الزائدة، مما يسمح باستخدام مصادر ليزر أعلى الجدول. فائدة إضافية لاستخدام الأنيونات هو القدرة على فوتوكسسيتي المنخفضة، وعدم استقرار أنيونى الدول التي تمثل أنظمة الطاقة التي الإلكترونات والذرات/جزيئات محايدة بشدة التفاعل. استخدام سرعة تعيين التصوير5 (معهد فرجينيا العسكري) تتيح كفاءة الكشف الموحد، حتى في طاقات حركية الإلكترون منخفضة وترصد فوتوليكترونس طرد جميع وفي نفس الوقت يكشف عن حجم واتجاه هذه السرعات.
النتائج التجريبية هي صور النانومترية التي تحتوي على أطياف النانومترية (تفاصيل الأصل شاردة توزيعات الطاقة الداخلية) وطاقات الدول الداخلية محايدة ابنه وتوزيعات الزاوي النانومترية (تتصل الإلكترون المداري قبل المفرزة). تم العثور على تطبيق التقنية مثيرة لاهتمام لا سيما في دراسات الوقت حل خ. نبض ليزر فائق السرعة أولية (مضخة) يثير إلى دولة شاردة فصامي إلكترونية، وثانية وقتيا تأخر النبض فائق السرعة (التحقيق)، ثم يفصل الإلكترونات من شاردة متحمس. التحكم في الفارق الزمني مضخة-التحقيق يتبع تطور الدول في المنظومة الطاقة والطبيعة المتغيرة للمدارات للنظام في المقياس الوقتى للاقتراح الذري. أمثلة تشمل فوتوديسوسييشن من أنا2− والأخرى الأنواع إينتيرهالوجين6،7،،من89، لتجزئة أو إلكترون الإقامة في الأول−·uracil 1011،،،من1213، أنا−·thymine13،14، أنا ·adenine−15، أنا،−·nitromethane16 17 ، و ·acetonitrile−17 المجموعة الأنيونات والكشف عن مقياس الوقت الطويل بشكل غير متوقع حتى الآن لإنتاج الأنيونات الذرية Cu− بعد فوتوكسسيتيشن من CuO2− 18.
ويبين الشكل 1 جامعة واشنطن في “سانت لويس” (ووستل) شاردة النانومترية مطياف التصوير19. الصك الذي يتكون من ثلاث مناطق يتم ضخها متفاوتاً. ويتم إنتاج أيونات في قاعة المصدر الذي يعمل عند ضغط 10−5 تور ويحتوي على تصريف أيون المصدر20، وأيون الالكتروستاتيكي استخراج لوحة. يتم فصل الأيونات الجماهيري في إيلي-ماكلارين TOF-مرض التصلب العصبي المتعدد21 (الضغط في الأنبوب TOF-10−8 ميلليمتر زئبق). الكشف عن أيون وسبر تجري في منطقة الكشف (ضغط 109 ميلليمتر زئبق) الذي يحتوي على عدسة معهد فرجينيا العسكري5 وجهاز للكشف عن جسيمات المشحونة. المكونات الرئيسية لهذا الصك تخطيطياً موضحة في الشكل 1b حيث يمثل المنطقة المظللة جميع العناصر الواردة في منظومة الفراغ. يتم إدخال الغاز من خلال فوهة نابض في التصريف. لإزاحة الضغط مدخل عالية، يتم الاحتفاظ في دائرة المصدر تحت الفراغ باستخدام مضخة لنشر القائمة على النفط. ويتضح المنطقة الاضطلاع بمزيد من التفصيل في الشكل 2 ألف. يتم تطبيق فرق محتملة عالية بين الأقطاب، الذي يتم بمعزل عن وجه الفوهة بسلسلة من الفواصل تفلون. وفي الواقع، تفلون أفعال كمصدر لذرات الفلور لأن النتائج تظهر في وقت لاحق.
وتنتج التصريف خليط الأنيونات والكاتيونات واﻷنواع محايدة. شكل أيون استخراج لوحة، أيون تسريع مكدس الذاكرة المؤقتة، وإمكانية التبديل و microchannel لوحة (MCP) الكاشف (الشكل 1b) م 2 يتم استخراج طويل “أيونات” TOF-السيدة ماكلارين إيلي بتطبيق نبضة الجهد (السلبية) على لوحة استخراج أيون و ثم هي تسارع جميع الأيونات بنفس الطاقة الحركية. تباين حجم النبض استخراج يركز وقت وصول في عدسة معهد فرجينيا العسكري بينما يقلل العدسة اينزيل المقطع العرضي المكاني الشعاع أيون. الأنيونات إعادة المشار إليها الأرض استخدام محتملة تبديل22، توقيت الذي يعمل كمميز أسلحة. ويتحقق اختيار شاردة بتزامن وصول نبضة فوتون الأشعة فوق البنفسجية المرئية/قرب مع وقت وصول شاردة في عدسة معهد فرجينيا العسكري. استخدام مناطق الفصل والكشف عن أيون التربينية النفط مجاناً لحماية كاشف التصوير.
الأنيونات والفوتونات تتفاعل لإنتاج فوتويليكترونس في جميع أنحاء حجم الصلبة شتاينميتز، تمثل التداخل بين أشعة ليزر وأيون والمكانية. عدسة معهد فرجينيا العسكري (الشكل 2) يتكون من ثلاثة أقطاب مفتوحة، والغرض منها ضمان أن جميع فوتوليكترونس تصل إلى الجهاز والمحافظة على توزيع الفضاء الزخم فوتوليكترونس. ولتحقيق ذلك، يتم تطبيق الفولتية المختلفة النازع وريبيلير مثل ذلك، بغض النظر عن نقطة المنشأ المكانية، يتم الكشف عن الإلكترونات مع ناقل السرعة الأولية ذاتها في نفس النقطة على الجهاز. الجهاز يتكون من مجموعة من مكبس مطابقة شركة شيفرون التي تعمل بمثابة مضاعفات إلكترون. كل قناة التي يبلغ قطرها يقارب ميكرون قليلة، إضفاء الطابع المحلي الكسب والحفاظ على موقف الأثر الأولى. شاشة فوسفور وراء مكبس يشير إلى موضع عبر نبض إلكترون تضخيم كومضة من الضوء والتي يتم تسجيلها باستخدام كاميرا جهاز إلى جانب (CCD) تهمة.
يتم التحكم في توقيت ومدة نبضات الجهد المختلفة المطلوبة استخدام زوج من المولدات تأخير الرقمية (أطرى، الشكل 3). وتتكرر التجربة كلها على أساس النار بالنار مع معدل تكرار من 10 هرتز. لكل طلقة، والعديد من الأيونات والفوتونات تتفاعل إنتاج بضعة أحداث الكشف عن كل إطار الكاميرا. عدة آلاف من الإطارات التي تراكمت في صورة. مركز الصورة تمثل أصل الفضاء الزخم وبالتالي المسافة من المركز (r) متناسبة مع سرعة الإلكترون. زاوية θ، (بالنسبة لاتجاه الاستقطاب فوتون) يمثل اتجاه السرعة الإلكترون. صورة تحتوي على توزيع الكثافات الكشف عن الحدث. وهكذا، فإنه يمكن أيضا اعتبار تمثل الكثافة الاحتمالية للكشف (في نقطة معينة) للإلكترون. التذرع بتفسير وظيفة الموجه (ψ) يمثل صورة المولود | ψ | 2 النانومترية23.
الكثافة الاحتمالية إلكترون 3D متماثل] حول استقطاب ناقل كهربائي (اليوروف) بالإشعاع مع الهرولة ما يترتب عليه من معلومات. إعادة التوزيع الأصلي ويتحقق رياضيا24،25،،من2627. شعاعي، توزيع (الإلكترونات) في إعادة الإعمار هو الطيف النانومترية المجال الزخم (السرعة) التي يتم تحويلها إلى مجال الطاقة عبر تطبيق التحويل جاكوبي المناسبة.
النانومترية شاردة التصوير مطياف (الشكل 1) المستخدمة في هذه التجارب هو أداة مبنية28. الإعدادات الموجودة في الجدول 1 و الجدول 2 للبروتوكول محددة لهذا الصك لإنتاج و− وتصوير لتوزيعه النانومترية. وتستخدم عدة إصدارات مماثلة للتصميم في مختلف البحوث مختبرات6،29،30،31،32،،من3334 , 35 , 36 , 37 , 38 , 39 , 40 , 41 , 42، ولكن لا يوجد هذين الصكين بالضبط على حد سواء. بالإضافة إلى ذلك، إعدادات الأداة بقوة مترابطة وشديدة الحساسية للتغيرات الصغيرة في ظروف وأبعاد أداة.
اثنين من العوامل حاسمة بشكل خاص إلى نجاح البروتوكول هو موضح. يجب أن تحدد شروط تعيين السرعة الممكنة أفضل وأكثر حاسمة، يجب أن تنتج عائد ثابتة نسبيا من الوقت وكافية من شاردة المرجوة. فيما يتعلق بمعهد فرجينيا العسكري تركز الخطوات، يجب تكرار الخطوات 5.2 و 5.3 بالترادف مع تحليل الصور لتحديد الشرط ا…
The authors have nothing to disclose.
ويستند هذا المواد العمل المدعوم من “المؤسسة الوطنية للعلوم” تحت تشي-1566157
Digital Delay Generators | Berkeley Nucleonics Corp. | 565-8c | DDG1 |
Digital Delay Generators | Berkeley Nucleonics Corp. | 577-8c | DDG2 |
HV Power Supplies | Stanford Research Systems | PS325 | V3 |
HV Power Supplies | Stanford Research Systems | PS325 | V2 |
HV Power Supplies | Stanford Research Systems | PS325 | V5 |
HV Power Supplies | Burle Inc. | PF1053 | V9 |
HV Power Supplies | Burle Inc. | PF1053 | V4 |
HV Power Supplies | Burle Inc. | PF1053 | V10 |
HV Power Supplies | Burle Inc. | PF1054 | V9,V11 |
HV Power Supplies | Bertan | 205B-05R | V6 |
HV Pulsers | Directed Energy Inc. | PVX-4150 | V2 |
HV Pulsers | Directed Energy Inc. | PVX-4140 | V1 |
HV Pulsers | Directed Energy Inc. | PVX-4140 | V11 |
HV Pulsers | Directed Energy Inc. | PVX-4140 | V3 |
Pulsed Nozzle Driver | Parker Hannifin (General Valve) | Iota-One | |
Pulsed Nozzle | Parker Hannifin (General Valve) | Series 9 | |
Camera | Imperx | VGA120 | |
Imaging Detector | Beam Imaging Systems | BOS40 | |
Oscilloscope | LeCroy | Wavejet 334 | |
Photodiode | ThorLabs | DET10A | |
Diffusion Pump | Leybold | DIP 8000 | |
2×Turbo Pump | Leybold | TMP361 | |
Rotary Pump | Leybold | D40B | |
2×Rotary Pump | Leybold | D16B | |
Oxygen Gas | Praxair | OX 5.0RS | |
Tunable Laser | Spectra Physics Sirah Dye Laser | Cobra-Stretch | |
Pump laser for Dye Laser | Sepctra Physics Nd:YAG | INDI-10 |