[发明专利]ARTMS阱中的痕量气体浓度

权利要求书

1.检测离子阱中特定气体种类的方法，所述特定气体种类最初为一定量的气体中第一低浓度的痕量组分，所述方法包括：

i)离子化包含所述特定气体种类的气体，由此产生特定离子种类；

ii)在包括第一和第二相对镜电极及其之间的中心透镜电极的电极结构中产生将所述特定离子种类在自然振动频率下限制于所述离子阱中的轨道的静电势；

iii)用具有激发频率的AC激发源激发受限的特定离子种类；

iv)扫描所述AC激发源的激发频率以从所述离子阱中逐出所述特定离子种类；和

v)检测所逐出的特定离子种类，

所述方法还包括在扫描逐出所述特定气体种类的离子的激发频率之前，相对于所述第一低浓度增大所述离子阱内所述特定离子种类的浓度；

所述方法还包括通过以下方式之一来增大特定气体种类的浓度：

a)通过用非可蒸发型吸气剂选择性吸附除所述特定气体种类之外的气体种类来选择性移除除所述特定气体种类之外的气体种类；或

b)用非可蒸发型吸气剂选择性吸附所述特定气体种类、然后使所述特定气体种类从所述非可蒸发型吸气剂脱附。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述特定气体种类为氢，并且所述非可蒸发型吸气剂通过选择性吸附氢、然后使氢从所述非可蒸发型吸气剂脱附来增大氢的浓度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中离子化所述特定气体种类包括所述特定气体种类的选择性光离子化以增大所述特定离子种类的浓度。

4.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括通过对特定气体种类的电荷作为时间的函数积分而进行数据处理。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述光离子化通过能量在8eV和12eV之间范围内的真空紫外(VUV)光子实现。

6.根据权利要求1所述的方法，所述方法在所述扫描激发频率以逐出所述特定离子种类之前还包括通过预先俘获和预先逐出所述特定离子种类来浓缩所述特定离子种类。

7.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括将所述预先逐出的特定离子种类限制于第二电极结构中，从而在所述第二电极结构中优先积聚所述特定离子种类，通过逐出所述特定离子种类的所述扫描进一步逐出所述预先逐出的特定离子种类。

8.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括用预定量的气体填充所述离子阱。

9.用于检测离子阱中特定气体种类的装置，所述特定气体种类最初为一定量的气体中第一低浓度的痕量组分，所述装置包括：

i)离子发生器，所述离子发生器离子化包含所述特定气体种类的气体从而产生特定离子种类；

ii)电极结构，所述电极结构产生将所述特定离子种类在自然振动频率下限制于所述离子阱中的轨道的静电势，所述电极结构包括第一和第二相对镜电极及其之间的中心透镜电极；

iii)AC激发源，所述AC激发源用AC激发频率激发受限的特定离子种类；

iv)扫描控制器，所述扫描控制器扫描所述AC激发源的激发频率以从所述离子阱中逐出所述特定离子种类；和

v)检测器，所述检测器检测被逐出的特定离子种类，

在所述扫描控制器扫描逐出所述特定气体种类的离子的激发频率之前，所述装置适于相对于所述第一低浓度增大所述离子阱内特定离子种类的浓度；所述装置还包括非可蒸发型吸气剂，所述非可蒸发型吸气剂：

a)通过对除所述特定气体种类之外的气体种类的选择性吸附来移除所述特定气体种类之外的气体种类；或

b)通过选择性吸附所述特定气体种类、然后使所述特定气体种类从所述非可蒸发型吸气剂脱附来增大所述特定气体种类的浓度。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述特定气体种类为氢，并且所述非可蒸发型吸气剂通过选择性吸附氢、然后使氢从所述非可蒸发型吸气剂脱附来增大氢的浓度。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其中所述扫描控制器在所述扫描以逐出所述特定离子种类之前俘获和逐出除所述特定气体种类之外的气体种类。

12.根据权利要求9或10所述的装置，其中所述离子发生器包括增大所述特定离子种类的浓度的选择性光离子化源。