一种团簇的质量选择装置及团簇粒子的选择方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种团簇的质量选择装置，涉及仪器组装领域，其包括质量选择器和电场施加装置，电场施加装置通过电源线与质量选择器相连接，质量选择器设置有筛选团簇粒子的加速区、飞行区和减速区。采用了多层筛选的方式，从质量选择器入口进入的团簇粒子经过加速区加速后，再经过飞行区的筛选进入减速区，经过减速区筛选出的团簇粒子从质量选择器的通道出口射出。经过多层筛选，精确分离出特定质量的团簇粒子，提高了质量选择的精确性，有利于后续处理操作的运行。

Mass selection device for cluster and method for selecting cluster particle

The invention discloses a device for mass selected clusters, involving the instrument assembly field, including the quality of the selector and the applied electric field device, electric field device through the power line and the quality of the selector is connected with quality selector setting acceleration area, flight zone screening particle clusters and deceleration zone. By the way of multi screen, enter from the entrance of the mass selector clusters through the acceleration zone after the acceleration after screening flight zone in the deceleration zone, after the cluster deceleration area selected from export from quality channel selector. After multi-layer screening, the clusters of specific quality particles are separated accurately, which improves the accuracy of quality selection and facilitates the operation of subsequent processing operations.

【技术实现步骤摘要】
一种团簇的质量选择装置及团簇粒子的选择方法
本专利技术涉及仪器组装领域，具体而言，涉及一种团簇的质量选择装置及团簇粒子的选择方法。
技术介绍
金属、氧化物纳米团簇由于量子尺寸效应，造成电子、能带结构的变化。通过控制纳米团簇尺寸的制备，可以实现不同用途的功能材料，如生物医学、气体传感、光催化等。对于纳米团簇的制备，通常有水热合成方法及气相团簇沉积方法。相比于水热合成，气相团簇沉积方法制备的纳米团簇尺寸可控、无其它杂相，方法简单，受到人们的青睐。团簇束流实验装置中的质量选择器是对团簇的粒径进行筛选的实验设备。但是传统的团簇质量选择器的选择精度并不高，不能够将不同质量的团簇束流进行精确的分离。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种团簇的质量选择装置，其设置有加速区、飞行区和减速区对团簇粒子进行分离，经过多次筛选精确地分离出特定质量的团簇粒子，方便后续处理操作的运行。本专利技术的另一目的在于提供一种团簇粒子的选择方法，其能够利用电信号控制粒子飞行，通过多次的分离操作，精确地分离出特定质量的团簇粒子。本专利技术的实施例是这样实现的：一种团簇的质量选择装置，包括质量选择器和电场施加装置，电场施加装置通过电源线与质量选择器相连接，质量选择器设置有粒子选择腔，粒子选择腔内从上到下依次设置有第一电极板、第二电极板、第三电极板和第四电极板，第一电极板和第二电极板之间形成质量选择器的加速区，第二电极板和第三电极板之间形成质量选择器的飞行区，第三电极板和第四电极板之间形成质量选择器的减速区，电场施加装置对粒子选择腔内的加速区和减速区施加高频电场；第二电极板设置有供团簇粒子由加速区进入飞行区的第一连通口，第三电极板上设置有供团簇粒子由飞行区进入减速区的第二连通口，质量选择器对应减速区的侧壁上设置有供筛选出的团簇粒子射出的通道出口；当电场施加装置对质量选择器施加高频电场时，加速区内形成使团簇粒子加速的加速电场，减速区内形成使团簇粒子减速的减速电场。在本专利技术较佳的实施例中，上述团簇的质量选择装置还包括对团簇束流进行聚焦的离子光学透镜，离子光学透镜的出口与质量选择器的入口相连通，离子光学透镜包括两个同轴且相对设置的单透镜。在本专利技术较佳的实施例中，上述离子光学透镜的入口与单透镜之间设置有两个偏转板组，每个偏转板组均包括两个相互平行的偏转板，两个偏转板对称设置于两个单透镜轴线的两侧。在本专利技术较佳的实施例中，上述第一电极板和第二电极板的宽度值均大于1.5倍的第一电极板和第二电极板之间的距离值。在本专利技术较佳的实施例中，上述团簇的质量选择装置还包括超真空传样系统，上述质量选择器的通道出口与超真空传样系统的入口相连通。一种团簇粒子的选择方法，团簇粒子由质量选择器的进口射入，进入被施加加速高频电场的加速区，加速高频电场使团簇粒子沿电场方向加速运动；由加速区筛选出的团簇粒子进入质量选择器的飞行区；由飞行区筛选出的团簇粒子进入被施加减速高频电场的减速区，减速高频电场使团簇粒子沿电场方向的反方向减速运动；由减速区筛选出的团簇粒子从质量选择器的通道出口射出。在本专利技术较佳的实施例中，团簇粒子经离子光学透镜聚焦后再进入质量选择器的加速区，离子光学透镜采用两个同轴且相对设置的单透镜。在本专利技术较佳的实施例中，在通过两个上述单透镜进行聚焦之前，通过偏转板组对团簇粒子的飞行方向进行修正。在本专利技术较佳的实施例中，对加速区和减速区施加的高频电场的频率可调节。在本专利技术较佳的实施例中，进入上述质量选择器的团簇粒子控制在小于或等于1000000amu。本专利技术实施例的有益效果是：团簇粒子的质量选择采用了多层筛选的方式，从质量选择器入口进入的团簇粒子经过加速区加速后，再经过飞行区的筛选进入减速区，经过减速区筛选出的团簇粒子从质量选择器的通道出口射出。经过多层筛选，精确分离出特定质量的团簇粒子，提高了质量选择的精确性，有利于后续处理操作的运行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术第一实施例提供的团簇的质量选择装置的结构示意图；图2为本专利技术第一实施例提供的质量选择器的结构示意图；图3为本专利技术第一实施例中不同粒径的Cu纳米团簇对应的电流强度；图4为本专利技术第二实施例提供的团簇的质量选择装置的结构示意图；图5为本专利技术第二实施例提供的离子光学透镜的结构示意图；图6为本专利技术第二实施例提供的偏振板组的离子束电位线的示意图。图标：100a-团簇的质量选择装置；100b-团簇的质量选择装置；110-电场施加装置；120-离子光学透镜；130-质量选择器；140-超高真空传样系统；131-粒子选择腔；132-第一电极板；133a-加速区；133b-飞行区；133c-减速区；134-第二电极板；136-第三电极板；138-第四电极板；135-第一连通口；137-第二连通口；139-通道出口；122-第一单透镜；124-第二单透镜；126-偏转板组；1262-第一偏转板；1264-第二偏转板。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。第一实施例请参照图1，本实施例提供一种团簇的质量选择装置100a，其包括质量选择器130本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种团簇的质量选择装置，其特征在于，包括质量选择器和电场施加装置，所述电场施加装置通过电源线与所述质量选择器相连接，所述质量选择器设置有粒子选择腔，所述粒子选择腔内从上到下依次设置有第一电极板、第二电极板、第三电极板和第四电极板，所述第一电极板和所述第二电极板之间形成所述质量选择器的加速区，所述第二电极板和所述第三电极板之间形成所述质量选择器的飞行区，所述第三电极板和所述第四电极板之间形成所述质量选择器的减速区；所述第二电极板设置有供团簇粒子由所述加速区进入所述飞行区的第一连通口，所述第三电极板上设置有供团簇粒子由所述飞行区进入所述减速区的第二连通口，所述质量选择器对应所述减速区的侧壁上设置有供筛选出的团簇粒子射出的通道出口；当所述电场施加装置对所述质量选择器施加高频电场时，所述加速区内形成使团簇粒子加速的加速电场，所述减速区内形成使团簇粒子减速的减速电场。

【技术特征摘要】
1.一种团簇的质量选择装置，其特征在于，包括质量选择器和电场施加装置，所述电场施加装置通过电源线与所述质量选择器相连接，所述质量选择器设置有粒子选择腔，所述粒子选择腔内从上到下依次设置有第一电极板、第二电极板、第三电极板和第四电极板，所述第一电极板和所述第二电极板之间形成所述质量选择器的加速区，所述第二电极板和所述第三电极板之间形成所述质量选择器的飞行区，所述第三电极板和所述第四电极板之间形成所述质量选择器的减速区；所述第二电极板设置有供团簇粒子由所述加速区进入所述飞行区的第一连通口，所述第三电极板上设置有供团簇粒子由所述飞行区进入所述减速区的第二连通口，所述质量选择器对应所述减速区的侧壁上设置有供筛选出的团簇粒子射出的通道出口；当所述电场施加装置对所述质量选择器施加高频电场时，所述加速区内形成使团簇粒子加速的加速电场，所述减速区内形成使团簇粒子减速的减速电场。2.根据权利要求1所述的团簇的质量选择装置，其特征在于，所述团簇的质量选择装置还包括对团簇束流进行聚焦的离子光学透镜，所述离子光学透镜的出口与所述质量选择器的入口相连通，所述离子光学透镜包括两个同轴且相对设置的单透镜。3.根据权利要求2所述的团簇的质量选择装置，其特征在于，在所述离子光学透镜的入口与所述单透镜之间设置有两个偏转板组，每个所述偏转板组均包括两个相互平行的偏转板，两个所述偏转板对称设置于两个所述单透镜轴线的两侧。4.根据权利要求1-3中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勤芳，王保林，樊乐乐，朱雷，王珏，孟强强，侯贵华，罗改霞，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32