Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmoud Tabrizchi
محمود تبریزچی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamidreza Shamlouei
حمیدرضا شاملوئی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1383

TITLE

Ion Transmission through Drift Tube
In this thesis transmission of different ions through a drift tube and shutter grid has been measured. Various ions were injected at the same rate at the start of the drift tube. Then, the transmitted currents were measured at the end of the drift tube. The results show that transmission depends linearly on the inverse of the drift time. Factors influencing the drift time, such as pressure, temperature, and electric field, were also investigated and shown to affect the transmission efficiency in a similar manner as the type of ion. A simple model based on kinetics of two parallel processes (loss or transmission) is proposed to explain the results. Since slow-moving ions are lost more often than fast-moving ones, the intensity of ion peaks decreases as drift time increases. This can be easily corrected by transforming the y axis to y× x (i.e. intensity×drift time). It was also shown that the transmission of ions depends negatively on drift length and positively to diameter of drift tube. The transmission through a Bradbury-Nielson type shutter grid was also studied. It was shown that the relative transmission of ions through the shutter grid depends not only on the opening time but also on the nature of ion and the voltage applied to the grid electrodes. The transmission of fast moving ions is higher than that of slow moving ions and, in general, applying a voltage greater than the blocking voltage reduces the transmission. A simple model was proposed to explain the results. Since slow-moving ions are lost in greater numbers than fast-moving ones, the intensity of ion peaks decreases as drift time increases. This can be corrected by multiplying the intensities by a factor of (1 + atd) where a is a small correction factor which depends on the geometry of both the shutter grid and the drift tube and on the opening time.
لوله رانش لوله ای است که یونها به آن وارد شده و تحت تاثیر میدان الکتریکی درون آن حرکت می‌کنند. این لوله از یکسری حلقههای رسانای مشابه ساخته شده که با مقاومت های یکسانی به هم متصلند. پتانسیل مناسبی به ابتدا و انتهای لوله رانش اعمال میشود. پتانسیل توسط مقاومتها تقسیم شده و اختلاف ولتاژ یکسانی بین حلقه های متوالی ایجاد میشود. بدینترتیب، گرادیان پتانسیل ثابتی در طول لوله برقرار میشود که در نتیجه میدان یکنواختی در داخل لوله ایجاد و سبب هدایت یونها میشود. لوله رانش در شتابدهی یون?ها، طیف سنج جرمی و دستگاه هایی که برای مطالعه واکنش های یون- مولکول مورد استفاده قرار میگیرند، کار برد دارد. مهمترین و وسیعترین کاربرد لوله رانش در طیف سنج تحرک یونی است که یک تکنیک جداسازی یونها در فشار اتمسفر است و عمدتاً برای آنالیز مواد و بخارات شیمیایی و یا مطالعه شیمی فیزیک یون- مولکولها بکار میرود. در این تکنیک که مشابه طیف سنج جرمی زمان پرواز ( TOF ) است،ابتدا گونة مورد نظر به فاز گازی منتقل شده و با یک روش یونش اتمسفری مانند تخلیه کرونا یونیزه میشود. یونها پس از عبور از یک شبکه به نام شاترگرید به صورت پالسی وارد لولة رانش شده و پس از طی کردن آن به کلکتور برخورد کردهو سیگنال الکتریکی بصورت پیک تولید میکنند. تجربه نشان داده است که در بهترین حالت تنها کمتر از 5% از یونهای تولید شده به کلکتور میرسند. در واقع اکثر یونها در مسیر پیمایش لوله رانش از بین میروند.همچنین معلوم نیست که میزان اتلاف برای یونهای متفاوت یکسان است یا خیر. هدف کلی این رساله مطالعه عبور یونها از لوله رانش است که در سه بخش انجام شده است. در قسمت اول، عبور یونهای متفاوت از لوله رانش بررسی شد که مشخص گردید میزان عبور با زمان پرواز یون نسبت معکوس دارد. بر همین اساس رابطه ای برای تصحیح طیف های تحرک یونی ارائه شد. در همین رابطه مدلی بر مبنای سینتیک واکنشهای موازی ارائه شد که به خوبی نتایج تجربی را تایید میکند. در قسمت دوم وابستگی میزان رسانش یونها به ابعاد هندسی لوله رانش مورد بررسی قرار گرفت و معلوم شد که رسانش لوله رانش با طول آن کاهش و با قطر آن افزایش مییابد. سپس به بررسی عبور یونها از شاتر گرید پرداخته شد و مشخص شد که یونهای سنگین اتلاف بیشتری دارند. یک مدل ساده برای توجیه این رفتار نیز ارائه شد که نتایج را بخوبی تفسیر میکند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی