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Massenspektrometer - Der Detektor

Faraday-Auffänger

Bei der Verwendung des Faraday-Auffängers gelangen die Ionen verschiedener Masse nacheinander vom Massenanalysator direkt in einen Faraday-Käfig (Edelstahl, 2 mm x 2 mm x 4 mm) und treffen dort auf eine Kollektorelektrode. Zuvor werden sie mit Hilfe eines Potenzials, das an Ionenbremsplatten anliegt, auf eine einheitliche Geschwindigkeit abgebremst, um das differentielle Ansprechverhalten des Detektors auf Ionen unterschiedlicher Masse und damit Energie (Massendiskriminierung) zu minimieren.

Abb.1

Die Kollektorelektrode wird geneigt angeordnet, um ein Austreten von reflektierten Ionen oder ausgeschlagenen Sekundär-Elektronen durch den Eingang zu verhindern. Der umgebende Becher wirkt wie ein Faraday-Käfig. Käfig und Kollektorelektrode sind über einen hohen Widerstand (109 Ω  bis 1011 Ω) mit dem Erdpotential verbunden.

Wenn die positiven Ionen auf die Platte treffen, wird ihre Ladung durch den Elektronenfluss von der Erde über den Widerstand neutralisiert. Das Ergebnis ist ein Spannungsabfall über dem Widerstand, der durch den hochohmigen Verstärker intensiviert wird. Der auftretende Spannungsabfall ist ein Maß für die Intensität der Ionen.

Tab.1
Faraday-Auffänger
VorteileNachteile
▪ preiswert ▪ einfacher, robuster Aufbau ▪ konstante Empfindlichkeit ▪ Intensität der durch die Entladung der Ionen gebildeten Ströme ist den Ionenströmen exakt proportional (hohe Genauigkeit) ▪ relativ langsam aufgrund der Trägheit des hochohmigen Verstärkers ▪ weniger empfindlich
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