基于石墨烯的光电发射电离源制造技术

本发明专利技术提供一种基于石墨烯的光电发射电离源，包括电源、第一电极、石墨烯电极和光致发射装置，所述电源的正极与第一电极连接，所述电源的负极与石墨烯电极连接，所述光致发射装置对所述石墨烯电极进行照射；其中，所述石墨烯电极包括：支撑体，所述支撑体包括第一表面和第二表面；设置于支撑体第一表面的石墨烯结构层；所述石墨烯结构层与第一电极相向，并与第一电极之间留有样品通过的通道。

【技术实现步骤摘要】
基于石墨烯的光电发射电离源
本专利技术涉及一种光电效应的离子源装置，具体涉及一种基于石墨烯电极的光电效应的离子源，属于光电领域。
技术介绍
离子源是使中性原子或分子电离，并从中引出离子束流的装置。它是各种类型的离子加速器、质谱仪、电磁同位素分离器、离子注入机、离子束刻蚀装置、离子推进器以及受控聚变装置中的中性束注入器等设备的不可缺少的部件。气体放电、电子束对气体原子(或分子)的碰撞，带电粒子束使工作物质溅射以及表面电离过程都能产生离子，并被引出成束。根据不同的使用条件和用途，目前已研制出多种类型的离子源。使用较广泛的有弧放电离子源、PIG离子源、双等离子体离子源和双彭源这些源都是以气体放电过程为基础的,常被笼统地称为弧源高频离子源则是由气体中的高频放电来产生离子的，也有广泛的用途。新型重离子源的出现，使重离子的电荷态显著提高,其中较成熟的有电子回旋共振离子源(ECR)和电子束离子源(EBIS)。电离源是粒子迁移谱等分析仪器的关键技术之一。传统的离子迁移谱常用的电离源是放射性63Ni电离源。63Ni能够放射出平均能量为17Kev的β射线，与载气经过一系列复杂的反应，最后形成试剂离子H3O+(正离子检测模式)和O2-(负离子检测模式)，试剂离子再与待测样品反应，使得待测样品得到电离。放射性63Ni电离源由于其简单、稳定、无需外部供电等优点而得到科学家的青睐，但是由于其放射性带来的安全检查以及特殊的安全措施给它的实际应用带来许多麻烦。另外63Ni电离源产生的离子浓度不够高，导致传统的离子迁移谱信号比较弱，线性范围小。因此近年来人们在积极的寻求非放射性电离源，以期代替传统的放射性63Ni电离源。为解决上述问题，我国专利技术CN1961403A公开了一种用在质谱分析器中的纳米碳管离子源，包括：电子发射器，配置其以控制电子束发射的第一控制栅格和配置以控制电子束能量的第二控制栅格；电离腔，其具有使电子束进入电离腔的电子束出口；电子透镜，其位于电子发射器组件和电离腔之间以聚集电子素；和至少一个电极，其位于离子束出口附近以聚集排出电离腔的电离样本分子；该技术方案中使用碳纳米管进行光电效应来产生离子，碳纳米管对光的反射系数相对金属来说比较低，但生产过程复杂，且需要花费较多的时间。我国专利技术CN106024573A公开了一种光电发射电离源，包括电源，所述电源正级与第一电极连接，所述电源负极连接线第二电极，所述第一电极和第二电极之间中间留有样口通过的通道，所述第二电极包括透明衬底，所述透明衬底的一侧设置有石墨烯层，所述石墨烯层与所述第一电极相对设置，在所述透明衬底的另一侧设置有用于照射的此外线发生装置。所述石墨烯层通过在所述透明衬底上直接涂覆石墨烯形成。该项技术中采用的涂覆石墨烯粉为作电极材料，对光的反射系数更低，光吸收效率不够理想。
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
技术实现思路
针对现有技术存在问题中的一个或多个，本专利技术提供一种基于石墨烯的光电发射电离源，包括电源、第一电极、石墨烯电极和光致发射装置，所述电源的正极与第一电极连接，所述电源的负极与石墨烯电极连接，所述光致发射装置对所述石墨烯电极进行照射；其中，所述石墨烯电极包括：支撑体，所述支撑体包括第一表面和第二表面；设置于支撑体第一表面的石墨烯结构层；所述石墨烯结构层与第一电极相向，并与第一电极之间留有样品通过的通道。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯结构层的厚度为单层石墨烯的厚度至100nm，例如：0.335nm、0.67nm、1nm、2nm、3nm、5nm、6nm、8nm、10nm、12nm、15nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm，等；优选10nm以下，例如：0.335nm、0.67nm、1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm，等。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯结构层包括单层石墨烯或两层以上石墨烯的堆叠。根据本专利技术的一个方面，所述单层石墨烯或两层以上石墨烯的堆叠为采用CVD法制备而成的石墨烯薄膜。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯结构层还包括纳米碳管和/或石墨烯粉。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯结构层为纳米碳管和石墨薄膜的组合。具体地，所述支撑体的第一表面上设有纳米碳管层，所述纳米碳管层的表面设置一层或两层以上堆叠的石墨烯薄膜。根据本专利技术的一个方面，所述纳米碳管采用多壁纳米碳管。根据本专利技术的一个方面，所述纳米碳管的径长比为1000:1以上。根据本专利技术的一个方面，所述纳米碳管层固定在所述支撑体的第一表面上。根据本专利技术的一个方面，所述纳米碳管以纳米碳管分散液的形式涂布在支撑体的第一表面上，经加热固化后形成纳米碳管层。此时，纳米碳管层即为一层纯的纳米碳管粉末固定于支撑体的第一表面上，溶剂在加热的过程中挥发去除。优选地，所述纳米碳管层的纳米碳管的面密度为0.6-3mg/cm2。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯结构层是石墨烯粉与石墨烯薄膜的组合。具体的，所述支撑体第一表面设置石墨烯粉层，所述石墨烯粉层表面设置单层或两层以上堆叠的石墨烯薄膜。优选地，所述石墨烯粉层由石墨烯粉的分散液涂布在所述支撑体第一表面后热固化而成。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯粉层的厚度为1-100nm，例如1nm、2nm、3nm、5nm、6nm、8nm、10nm、12nm、15nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm，等；优选1-10nm以下，例如：1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm，等。根据本专利技术的一个方面，所述支撑体为硬质材料。根据本专利技术的一个方面，所述支撑体为透明硬质材料。根据本专利技术的一个方面，所述支撑体为石英玻璃。根据本专利技术的一个方面，所述支撑体为所述第一电极为对电级。根据本专利技术的一个方面，所述第一电极为平板状或栅网状。根据本专利技术的一个方面，所述电源的正极与石墨烯电极的石墨烯结构层连接。根据本专利技术的一个方面，所述支撑层的第二表面设置有控温装置，所述温控装置包括电热板、电热环或电热丝等加热部件。根据本专利技术的一个方面，所述光致发射装置设置于控温装置的外侧。根据本专利技术的一个方面，所述光致发射装置采用紫外线发射装置。根据本专利技术的一个方面，所述紫外线发射装置包括二极管、氙灯、氪灯、汞灯或者紫外激光器的至少一种紫外发生器。本专利技术还提供了一种光电发射电离源的电极，为上述的基于石墨烯的光电发射电离源中所述的石墨烯电极。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据本专利技术的一个实施例的基于石墨烯的光电发射电离源的结构示意图；图2是根据本专利技术的一个实施例的基于石墨烯的光电发射电离源的结构示意图；图3是根据本专利技术的一个实施例的基于石墨烯的光电发射电离源的结构示意图；图4是根据本专利技术的一个实施例的基于石墨烯的光电发射电离源的结构示意图。具体实施方式在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯的光电发射电离源，包括电源、第一电极、石墨烯电极和光致发射装置，所述电源的正极与第一电极连接，所述电源的负极与石墨烯电极连接，所述光致发射装置对所述石墨烯电极进行照射；其中，所述石墨烯电极包括：支撑体，所述支撑体包括第一表面和第二表面；设置于支撑体第一表面的石墨烯结构层；所述石墨烯结构层与第一电极相向，并与第一电极之间留有样品通过的通道。

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯的光电发射电离源，包括电源、第一电极、石墨烯电极和光致发射装置，所述电源的正极与第一电极连接，所述电源的负极与石墨烯电极连接，所述光致发射装置对所述石墨烯电极进行照射；其中，所述石墨烯电极包括：支撑体，所述支撑体包括第一表面和第二表面；设置于支撑体第一表面的石墨烯结构层；所述石墨烯结构层与第一电极相向，并与第一电极之间留有样品通过的通道。2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的光电发射电离源，其特征在于，所述石墨烯结构层的厚度为单层石墨烯的厚度至100nm，优选在10nm以下。3.根据权利要求1所述的基于石墨烯的光电发射电离源，其特征在于，所述石墨烯结构层包括单层石墨烯或两层以上石墨烯的堆叠；优选地，所述单层石墨烯或两层以上石墨烯的堆叠为采用CVD法制备而成的石墨烯薄膜。4.根据权利要求3所述的基于石墨烯的光电发射电离源，其特征在于，所述石墨烯结构层还包括纳米碳管和/或石墨烯粉。5.根据权利要求4所述的基于石墨烯的光电发射电离源，其特征在于，所述石墨烯结构层为纳米碳管和石墨薄膜的组合；优选地，所述支撑体的第一表面上设有纳米碳管层，所述纳米碳管层的表面设置一层或两层以上堆叠的石墨烯薄膜；优选地，所述纳米碳管采用多壁纳米碳管；进一步优选地，所述纳米碳管的径长比为1000:1以上；优选地，所述纳米碳管层固定在所述支撑体的第一表面上；进一步优选地，所述纳米碳管以纳米碳管分散液的形式涂布在支撑体的第一表面上，经加热固化后形成纳米碳管层；进一步优...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小蓓，刘海滨，谭化兵，
申请(专利权)人：无锡格菲电子薄膜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32