GDMS 是輝光放電質譜法（glow discharge mass spectrometry）的簡稱。是利用輝光放電源作為離子源與質譜儀器聯接進行質譜測定的一種分析方法。GDMS在多個學科領域均獲得重要套用。在材料科學領域， GDMS成為反應性和非反應性電漿沉積過程的控制和表征的工具。GDMS已成為無機固體材料，尤其是高純材料雜質成分分析的強有力方法。
基本介紹
- 中文名：輝光放電質譜法
- 外文名：glow discharge mass spectrometry
- 分類：質譜法
簡介,原理,
簡介
GDMS 是輝光放電質譜法（glow discharge mass spectrometry）的簡稱。是利用輝光放電源作為離子源與質譜儀器聯接進行質譜測定的一種分析方法。GDMS在多個學科領域均獲得重要套用。在材料科學領域， GDMS成為反應性和非反應性電漿沉積過程的控制和表征的工具。GDMS已成為無機固體材料，尤其是高純材料雜質成分分析的強有力方法。
原理
下圖為一個簡單的輝光放電裝置。放電池中通入壓力約 10~1000pa的惰性氣體，陰極和陽極之間施加一個電場。當達到足夠高的電壓時，惰性氣體被擊穿電離。電離產生的大量電子和正離子在電場作用下分別向相反方向加速，大量電子與氣體原子的碰撞過程輻射出特徵的輝光在放電池中形成“負輝區”。正離子則撞擊陰極（樣品）表面通過動能傳遞使陰極發生濺射。
簡單的輝光放電示意圖
簡單的輝光放電示意圖陰極濺射的產物為陰極材料的原子、原子團，也會產生二次離子和二次電子。陰極的濺射過程正是樣品原子的產生途徑，也是樣品可進行深度分析的理論基礎。大量的原子、離子和電子參與電漿中的碰撞過程使輝光放電的機制十分複雜。在輝光放電形成的眾多區域中，有兩個對樣品分析重要的區域，分別是“負輝區”和“陰極暗區”。陰極暗區為一靠近陰極表面的薄層區域，有較高的正離子密度，整個輝光放電的電壓降幾乎全部加在這個區域。負輝區一般占有輝光放電的大部分容積，幾乎是一個無場的區域，電子承擔著傳導電流的作用。因此濺射產生的二次離子一般會被拉回到電極表面形成沉積而很難通過陰極暗區，而中性的原子則會通過擴散進入負輝區被激發或離子化，當然也可能在頻繁的碰撞過程中返回，這是輝光放電的一個明顯的特點。輝光放電源具有能產生固體樣品中具有代表性組成的原子，同時具有產生這些原子的激發態和離子態的能力。因此輝光放電既可作為光源也可作為離子源被套用到固態樣品的含量和深度分析中。輝光放電為質譜分析提供了兩個重要的優點：陰極濺射和彭寧電離。陰極濺射提供了一種直接從固體樣品中獲得大批具有代表性組成的原子的手段；彭寧離子化過程在電離出被濺出原子進入質譜分析中起重要作用。
