автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.09, диссертация на тему:Сложнопрофильные гиперболоидные электродные системы масс-анализаторов, энергоанализаторов и систем формирования потоков заряженных частиц

На правах рукописи

РГб од

? 5 ГРН 2000

ГУРОВ ВИКТОР СЕРГЕЕВИЧ

СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫЕ ГИПЕРБОЛОИДНЫЕ ЭЛЕКТРОДНЫЕ СИСТЕМЫ МАСС-АНАЛИЗАТОРОВ, ЭНЕРГОАНАЛИЗАТОРОВ И СИСТЕМ ФОРМИРОВАНИЯ ПОТОКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Специальность 05.11.09 -Аналитические и структурно-аналитические приборы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соисканне ученой степени доктора технических наук

Рязань 2000

Работа выполнена в Рязанской государственной радиотехнической академии

Научный консультант

доктор технических наук, профессор Э.П. ШЕРЕТОВ

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Г.В. Смирницкая

доктор физико-математических наук

профессор

А.А. СЫСОЕВ

доктор физико-математических наук М.И. ЯВОР

Ведущая организация

Институт космических исследований Российской академии наук

Защита состоится «_25 » мая 2000 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д.063.92.02 в Рязанской государственной радиотехнической академии по адресу: 391000, г. Рязань, ГСП, ул. Гагарина, 59/1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рязанской государственной радиотехнической академии.

Автореферат разослан « Ш » 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук

^^^^-^Федяев В.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Методы анализа состава вещества, наиболее информативными из которых являются масс-спектрометрические, и методы, связанные с зондированием поверхности твердых тел потоками заряженных частиц, широко используются в фундаментальных и прикладных исследованиях, космических исследованиях, для контроля технологических процессов и охраны окружающей среды. Для повышения информативности анализа эти методы часто используют совместно, и исследовательские комплексы могут иметь в своем составе несколько аналитических устройств (масс-анализаторы, энергоанализаторы и т.д.).

Так как в основе принципа действия многих аналитических устройств лежат особенности движения заряженных частиц в электрических (статических или высокочастотных) полях, то выбор и создание электродных систем, формирующих электрические поля с высокими удельными дисперсиями по энергиям и массам, которые можно использовать в качестве эффективных масс-анализаторов, энергоанализаторов и систем формирования потоков заряженных частиц, являются актуальной и важной задачей аналитического приборостроения. Решение этой задачи открыло бы широкие перспективы унификации электродных систем, используемых в аналитическом приборостроении, и создания многофункциональных устройств на их основе, в том числе и для комплексного анализа вещества на единой электродной системе.

Создание аналитических устройств для работы на передвижных объектах (в космических и экологических исследованиях) кроме высоких аналитических характеристик дополнительно налагает на их конструкцию жесткие требования по массе, габаритам, энергопотреблению, механической прочности, устойчивости к ударам, вибрационным и тепловым воздействиям, сроку службы.

Целью данной работы является создание на основе технологии электролитического формования тонкостенных унифицированных многофункциональных гиперболоидных электродных систем (ГЭС):

- обладающих малыми массой и габаритами, устойчивостью к механическим и тепловым воздействиям;

- формирующих электрические поля, наиболее точно соответствующие идеальным гиперболическим;

- позволяющих создавать на их основе эффективные масс-анализаторы, энергоанализаторы и системы формирования потоков заряженных частиц, предназначенные для работы в космических исследованиях, в производстве изделий электронной техники и при контроле загрязнений окружающей среды.

Достижение этой цель связано:

- с теоретическим обоснованием возможности создания новых конфигураций ГЭС, позволяющих расширить их функциональные возможности и области применения;

- теоретическим и экспериментальным обоснованием принципов конструирования легких высокоточных трехмерных и линейных ГЭС, устойчивых к механическим и тепловым воздействиям;

- теоретическим и экспериментальным обоснованием возможности практически полного вывода ионизирующего электронного потока из рабочего объема трехмерной ГЭС и созданием на их основе масс-анализаторов типа трехмерной ловушки с высокими стабильностью аналитических параметров и сроком службы;

- теоретическим и экспериментальным обоснованием возможности уменьшения влияния краевых полей на аналитические характеристики квадрупольных масс-анализаторов;

- теоретическим и экспериментальным обоснованием возможности создания секционных квадрупольных ГЭС и исследованием влияния несоосности на аналитические параметры масс-анализаторов на их основе;

- теоретическими и экспериментальными исследованиями особенностей одномерной сортировки в гиперболоидных масс-анализаторах и созданием принципиально новых ГЭС для ее реализации конструктивным путем (трехмерных ГЭС с конусным торцевым электродом, монопольных ГЭС с гиперболическим уголковым электродом);

- теоретическим и экспериментальным обоснованием возможности создания эффективных энергоанализаторов и систем формирования потоков заряженных частиц на трехмерных осесимметричных ГЭС, разработкой методов инженерного расчета таких систем и принципов их конструирования;

- разработкой безъюстировочной технологии изготовления с высокой точностью сложнопрофильных ГЭС различного функционального назначения методом электролитического формования и созданием защитного покрытия, обеспечивающего заданный срок службы аналитических устройств.

Методы исследований. Исследования выполнены с применением теоретических и экспериментальных методов, включая анализ особенностей движения заряженных частиц в статических и высокочастотных электрических плоских и трехмерных гиперболических полях, численное решение на ЭВМ дифференциальных уравнений движения заряженных частиц, экспериментальные исследования опытных образцов разработанных масс-анализаторов, энергоанализаторов и систем формирования с использованием для калибровки различных промышленных масс-спектрометров и стендов.

Достоверность результатов подтверждается соответствием разработанных теоретических положений и проведенных расчетов на их основе полученным результатам экспериментальных исследований созданных образцов ГЭС и масс-анализаторов, энергоанализаторов, систем формирования на их основе.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Теоретически и экспериментально показана возможность практически полного вывода ионизирующего электронного потока из рабочего объема масс-анализатора типа трехмерной ловушки. Полученные соответствующие аналитические выражения с учетом поперечных тепловых скоростей потока электронов и положения его фокуса позволяют выбирать электрический режим работы масс-анализатора (энергия электронов, разность потенциалов между концевым и торцевыми электродами), обеспечивающий стабильность его параметров в течение длительного времени.

2. Теоретически и экспериментально показано, что предложенные моноблочные конструкции трехмерных и линейных ГЭС при тепловом расширении практически сохраняют гиперболический профиль полеобразу-ющих электродов, увеличивая только свой характерный геометрический параметр - "радиус поля", не нарушая при этом качества формируемого поля, что экспериментально проявляется в линейной зависимости сдвига массового пика с изменением температуры.

3. Расчетным и экспериментальным путем показано преимущество использования гиперболических стержневых электродов в квадрупольной и монопольной ГЭС перед цилиндрическими. Гиперболические электроды обеспечивают формирование электрического поля, не только более близкого к идеальному, гиперболическому, но и более устойчивого к технологическим погрешностям, которые возникают при изготовлении и сборке электродной системы.

4. Теоретически и экспериментально обоснована геометрия входной и выходной областей (положение, форма и размер диафрагмы) квадруполь-ного масс-анализатора, позволяющая уменьшить влияние краевого поля анализатора на условия сортировки заряженных частиц.

5. Численным моделированием и экспериментально показана перспективность секционной конструкции квадрупольной ГЭС, причем введение небольшой, до 10°, осевой несоосности между отдельными секциями зна-

чительно (в 100-И ООО раз) увеличивает чувствительность квадрупольного масс-анализатора в области малых входных энергий ионов.

6. Экспериментально показана возможность создания тонкостенных моноблочных конструкций трехмерных и линейных ГЭС, обладающих повышенной устойчивостью к механическим воздействиям (ударным и вибрационным).

7. Теоретически и экспериментально показано, что модуляционные параметрические резонансы можно использовать для целенаправленного изменения конфигурации общих зон стабильности гиперболоидных масс-анализаторов, при этом зоны стабильности модифицируются в набор узких зон стабильности, позволяющих реализовать в масс-анализаторах режим одномерной высокоэффективной сортировки.

8. Расчетным и экспериментальным путем показано, что использование в монопольном масс-анализаторе гиперболического уголкового электрода позволяет улучшить форму массового пика, увеличить разрешение по массам и добротность, уменьшить влияние отраженных ионов на аналитические характеристики монополя. Дополнительное увеличение разрешения по массам в монополе может быть получено вводом ионов вблизи стержневого электрода.

9. Теоретически и экспериментально показана возможность осуществления конструктивным путем режима одномерной сортировки в масс-анализаторе типа трехмерной ловушки путем замены одного гиперболического торцевого электрода конусным электродом, совпадающим с асимптотической поверхностью и имеющим потенциал центра гипербо-лоидной электродной системы.

10. Разработаны основы теории работы гиперболоидных осесиммет-ричных энергоанализаторов и систем формирования потоков заряженных частиц и предложены их различные ионно-оптические схемы, позволяющие получать светосильные приборы с требуемыми геометрическими характеристиками потоков частиц на их выходе (диаметр, угол схождения). Для оптимизации параметров таких устройств введен параметр эффек-

тивности, определяемый произведением разрешения на квадрат светосилы. Предложены конструкции различных пиков энергоанализаторов и систем формирования, проведено их экспериментальное обследование.

11. Предложена, разработана и реализована при изготовлении слож-нопрофильных ГЭС различной геометрии и функционального назначения безъюстировочная, серийноспособная технология электролитического формования, позволившая создать легкие, прочные электродные системы, устойчивые к тепловым и механическим воздействиям.

12. Предложена технология создания двухслойного защитного покрытия рабочих поверхностей ГЭС на основе легкоплавкого металла, позволяющая значительно увеличить срок службы аналитических устройств.

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Для улучшения качества поля и увеличения срока службы масс-анализаторов типа трехмерной ловушки конструктивным путем и выбором электрического режима его работы необходимо обеспечить условия для полного вывода ионизирующего электронного потока из ее рабочего объема, для этого энергия электронов должна соответствовать разности потенциалов, подаваемых на электроды анализатора, а в полеобразую-щих электродах ГЭС необходимо выполнять специальные отверстия. При радиальном вводе электронов это отверстие необходимо выполнять в виде сплошного кольцевого канала с отношением продольного и поперечного размеров не менее 3^-5, обеспечивая при этом равенство поверхностных зарядов на кольцевом и торцовых электродах.

2. Выполнение трехмерных и квадрупольных ГЭС в виде тонкостенных с толщиной стенок 0,7-И ,5 мм моноблоков позволяет значительно уменьшить их массу, обеспечить устойчивость к вибрационным и ударным нагрузкам величиной до 150ч-200 g и расширить диапазон рабочих температур до 2004-250 °С без ухудшения аналитических характеристик устройств, созданных на их основе.

3. Использование гиперболических электродов в квадрупольных ГЭС увеличивает устойчивость гиперболического поля к технологическим по-

грешностям. Протяженные квадрупольные ГЭС необходимо выполнять из коротких, отдельных квадрупольных секций-моноблоков. Введение небольшой, до 10°, угловой несоосности между отдельными секциями позволяет увеличить разрешение в 2 раза и чувствительность в 100+1000 раз такого квадрупольного масс-анализатора, а использование плоских или профилированных входных и выходных диафрагм, помещенных внутрь электродной системы, позволяет дополнительно увеличить его разрешение и чувствительность в 2*3 раза за счет уменьшения влияния краевых полей.

4. Использование в монопольном масс-анализаторе уголкового электрода с гиперболическим профилем позволяет улучшить форму массового пика, увеличить разрешение в 3-4 раза, чувствительность в 10 раз и получить относительную чувствительность до 105; дополнительно увеличить разрешение можно, смещая канал для ввода ионов к стержневому электроду масс-анализатора.

5. Замена одного из гиперболических торцевых электродов осесиммет-ричной ГЭС конусным электродом, поверхность которого образована асимптотами гиперболических электродов, позволяет создать масс-анализатор типа трехмерной ловушки с одномерной сортировкой и обеспечить постоянство его разрешения в широком диапазоне значений тангенса угла наклона рабочей прямой, тем самым снизив требования к стабильности питающих напряжений.

6. Модуляционные параметрические резонансы перспективно использовать для целенаправленного изменения конфигурации общих зон стабильности гиперболоидных масс-анализаторов: так, модуляция амплитуды импульсного сигнала, питающего электроды ГЭС, модифицирует первую зону стабильности в набор узких полос стабильности, позволяющих реализовать в гиперболоидных масс-анализаторах режим одномерной высокоэффективной сортировки.

7. Использование осесимметричных гиперболоидных электродных систем для создания энергоанализаторов и систем формирования потоков

заряженных частиц позволяет получить на таких устройствах светосилу до 30-5-40 % при разрешении по энергии 100 и в широких пределах изменять геометрию потока частицы на выходе (диаметр, угол схождения).

8. Использование технологии электролитического формования позволяет изготавливать с высокой точностью, до 3-^5 мкм, сложнопрофильные тонкостенные гиперболоидные электродные системы различных конструкций, геометрии и функционального назначения, обладающих малой массой и устойчивостью к механическим и тепловым воздействиям; создание на рабочих поверхностях полеобразующих электродов ГЭС легкоплавкого защитного покрытия с дополнительным промежуточным слоем позволяет увеличить срок службы аналитических устройств на их основе более чем в 100 раз и довести его до (5-5-8)-103 часов.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. Доказана возможность увеличения стабильности аналитических параметров масс-анализатора типа трехмерной ловушки за счет практически полного вывода ионизирующего электронного потока из рабочего объема анализатора и получены аналитические соотношения, позволяющие выбрать соответствующий электрический режим его работы.

2. Обоснованы преимущества радиального ввода ионизирующего электронного потока в масс-анализатор типа трехмерной ловушки через сплошной кольцевой канал в кольцевом электроде; предложено аналитическое соотношение, позволяющее выбирать поперечные размеры канала с учетом размеров соответствующих компенсирующих отверстий в торцевых электродах; сформулированы требования к протяженности канала ввода; предложена диодная конструкция источника электронов с ленточным потоком, обеспечивающая эффективный ввод и вывод электронов из анализатора.

3. Выработаны рекомендации по конструированию тонкостенных моноблочных трехмерных и линейных ГЭС, формирующих гиперболические поля с минимальными искажениями, устойчивые к механическим и тепловым воздействиям.

4. Обоснована геометрия входной и выходной областей квадрупольно-го масс-анализатора, позволяющая уменьшить влияние краевого поля за счет выбора положения, формы и размера входной и выходной диафрагм.

5. Предложены секционные конструкции квадрупольных ГЭС, позволяющие создавать протяженные электродные системы без ухудшения качества поля; введение небольшой осевой несоосности между отдельными секциями позволяет значительно увеличить чувствительность масс-анализатора в области малых входных энергий ионов.

6. Доказана возможность использования модуляционных параметрических резонансов для целенаправленного изменения конфигурации общих зон стабильности, позволяющих реализовать в масс-анализаторах режим одномерной высокоэффективной сортировки.

7. Доказано, что использование в монопольном масс-анализаторе гиперболического уголкового электрода позволяет существенно улучшить его аналитические характеристики.

8. Показана возможность создания масс-анализатора типа трехмерной ловушки с одномерной сортировкой на осесимметричной гиперболоид-ной электродной системе с конусным торцевым электродом.

9. Разработаны основы теории работы гиперболоидных осесиммет-ричных энергоанализаторов и систем формирования потоков заряженных частиц; разработаны методы инженерного расчета таких систем, предложены различные ионно-оптические схемы таких устройств.

10. Созданы экспериментальные образцы масс-анализаторов, энергоанализаторов и систем формирования на ГЭС различной геометрии и показана возможность унификации электродных систем, используемых в аналитическом приборостроении.

11. Разработана серийноспособная безъюстировочная высокоточная технология изготовления методом электролитического формования тонкостенных, устойчивых к механическим воздействиям, трехмерных, квадрупольных и монопольных ГЭС с большим сроком службы для создания

масс-анализаторов, энергоанализаторов и систем формирования, пригодных для работы на передвижных объектах.

Реализация результатов работы

Теоретические и экспериментальные результаты работы были использованы при создании:

- гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки "Малахит-В" для космических исследований по проекту "Венера - комета Галлея";

- гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки "Зонд" для исследования собственной внешней атмосферы космической станции "Мир";

- гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки "Тула" для работы в условиях повышенных температур и давлений в составе передвижных химических лабораторий для контроля загрязнений окружающей среды;

- гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки "ГЕОХИ" для проведения газового анализа в космических условиях и для контроля загрязнений при заборе проб из воздуха;

- квадрупольного фильтра масс в рамках программы "Марс-96";

- монопольного масс-анализатора аппаратуры "МАГ" по программе "Луна-ГЛОБ" для определения содержания летучих компонентов лунного грунта;

- монопольного масс-анализатора по программе "Фобос-Грунт";

- времяпролетного масс-спектрометра с лазерным источником ионов для анализа поверхности твердых тел, в том числе контактных поверхностей герконов;

- квадрупольного масс-спектрометра для контроля технологических процессов методом МСВИ.

Личный вклад автора в диссертацию

Все новые результаты, сформулированные в диссертации, получены лично автором. Вклад автора заключается в формулировке задач иссле-

дования, разработке новых методов исследования, выборе используемых математических моделей, выполнении математических преобразований и расчетов, проведении экспериментальных и конструкторско-технологических работ, анализе и интерпретации полученных результатов, формулировке выводов.

Апробация работы

Основные результаты работы, полученные в данной диссертации, докладывались на 17-й Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике (Ленинград, 1980 г.); на 3-й и 4-й Всесоюзных конференциях по масс-спектрометрии (Ленинград, 1981 г.; Сумы, 1986 г.); республиканском семинаре "Электронно-ионная технология и оборудование" (Киев, 1982 г.); Всесоюзном совещании "Разработка и применение специализированных масс-спектрометрических установок" (Москва, ВНИИРТ, 1983 г.); 8-м и 9-м Всесоюзных семинарах "Методы расчета электронно-оптических систем" (Ленинград, 1985 г.; Ташкент, 1988 г.); отраслевых конференциях по электронной технике (Рязань, 1982 г., 1984 г.); 6-м Всесоюзном симпозиуме по вторично-электронной, фотоэлектронной эмиссии и спектроскопии поверхности твердого тела (Рязань, 1986 г.); Всероссийском симпозиуме по эмиссионной электронике, термоэлектронной, вторично-электронной, фотоэлектронной эмиссии и спектроскопии поверхности твердого тела (Рязань, 1996 г.); Международной конференции по эмиссионной электронике (Ташкент, 1997 г.); Международной научно-технической конференции "Электрофизические и электрохимические технологии" (С.Петербург, 1997 г.); Международной научно-технической конференции "Научные основы высоких технологий" (Новосибирск, 1997); Российской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии" (Москва, 1997 г.); 14-й Международной конференции по масс-спектрометрии (Тампере, 1997 г.); 2-й республиканской конференции по физической электронике (Ташкент, 1999 г.).

Публикации по теме диссертации

По материалам диссертации опубликовано 25 работ в центральной и зарубежной печати, включая 14 авторских свидетельств на изобретения и патентов; 39 тезисов докладов на Международных, Всесоюзных и республиканских конференциях, симпозиумах, совещаниях; 38 статей в трудах РГРТА (из них 30 после 1993 года). Результаты диссертации вошли в 9 научно-технических отчетов по НИОКР.

Структура работы

Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, примечаний, списка литературы и приложения. Общий объем работы составляет 355 страниц основного текста, 122 страницы рисунков, 23 страницы списка литературы из 206 наименований и 14 страниц приложений.

Содержание работы

Во введении дана краткая характеристика работы, обоснована структура диссертации и приведены научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации вводится общее понятие гиперболоидных электродных систем (ГЭС), дается краткая историческая справка применения ГЭС в современных электронно-оптических и ионно-оптических системах (масс-анализаторах, энергоанализаторах и системах фокусировки потоков заряженных частиц), рассматривается общее распределение потенциала в рабочем объеме ГЭС и основные типы гиперболоидных электродных систем, как трехмерных, так и линейных, формулируются принципы оптимального конструирования ГЭС, позволяющие их использовать для создания эффективных аналитических устройств, способных работать в условиях повышенных механических и тепловых нагрузок на передвижных объектах.

Результаты исследований, проведенных в первой главе, позволили предложить новые конфигурации гиперболоидных электродных систем (трехмерные осесимметричные трехэлектродные ГЭС, один или два гиперболических торцевых электрода заменяются соответствующими

асимптотическими поверхностями; трехмерные осесимметричные двухэ-лектродные ГЭС, образованные двумя кольцевыми или двумя торцевыми электродами; линейные ГЭС монопольного и трипольного типов), которые позволяют их использовать для создания эффективных масс-анализаторов, энергоанализаторов и систем формирования потоков заряженных частиц.

Вторая глава посвящена вопросам исследования гиперболоидных электродных систем масс-анализаторов типа трехмерной ловушки. При этом решаются задачи оптимального выбора геометрии граничных областей; оптимального выбора геометрии ввода ионизирующего электронного потока; оптимального выбора геометрии каналов для ввода и вывода заряженных частиц и исследования эффектов, связанных с прохождением потоков заряженных частиц через каналы в электродах ГЭС; создания эффективных источников электронов, обеспечивающих оптимальный ввод и вывод электронов в анализатор. Для расширения функциональных возможностей и областей применения масс-анализаторов типа трехмерной ловушки необходимо решить задачу устойчивости трехмерных ГЭС к температурным воздействиям и создания ударо- и вибропрочной конструкции трехмерных ГЭС.

Анализ особенностей движения заряженных частиц в статических трехмерных гиперболических полях и экспериментальные исследования показали реальную возможность практически полного (до 90 %) вывода ионизирующего электронного потока из рабочего объема трехмерной ГЭС и позволили оптимизировать режим работы масс-анализатора за счет выбора соотношения между разностью потенциалов между его электродами и входной энергией электронного потока и обеспечить тем самым стабилизацию его рабочих параметров в течение длительного времени (уход интенсивности массового пика в течение 300 минут не более ±5 %).

Теоретическое и экспериментальное сравнение различных вариантов ввода ионизирующего электронного потока в масс-анализатор ти-

па трехмерной ловушки показало, что использование сплошного кольцевого канала в кольцевом электроде позволяет решить проблему ввода и вывода широких ленточных потоков электронов (радиальный ввод), устраняет асимметрию в распределении потенциала в рабочем объеме ГЭС и упрощает технологию ее изготовления. При выборе геометрических размеров канала ввода-вывода необходимо учитывать реальные процессы, связанные с прохождением через него потока электроновюбразование диэлектрических углеводородных пленок и их зарядка. Проведенные исследования показали, что для максимального коэффициента вывода электронов из рабочего объема ГЭС соотношение между шириной Л и протяженностью / канала нужно выбирать в пределах 1/И = 3-^5 и обеспечивать симметрию ввода потока электронов во входной канал. Для уменьшения искажений поля, связанных с наличием каналов для ввода и вывода заряженных частиц, необходимо для каждого канала на одном электроде выполнять "компенсирующий" канал на другом. Геометрия "компенсирующих" каналов определяется в соответствии с равенством поверхностных зарядов на кольцевом и торцовых электродах. Так, при радиальном вводе электронов через сплошной кольцевой канал в кольцевом электроде "компенсирующие" каналы выполняются в центральной части торцовых электродов. Для осесимметричной ГЭС связь между уровнями ограничения кольцевого канала гк и "компенсирующих" каналов гт в торцовых электродах можно записать в виде:

= 2:

/ \ 2К

при которой искажение поля в

рабочем объеме анализатора будет минимально.

Для практической реализации радиального ввода в масс-анализатор типа трехмерной ловушки были созданы эффективные источники электронов, формирующие плоские, размером 0,3x10 мм, потоки электронов. Особенностью конструкции созданных источников электро-

нов является использование кольцевого электрода масс-анализатора в качестве формирующего поток электронов электрода.

Для уменьшения массы трехмерных ГЭС и увеличения их устойчивости к механическим и тепловым воздействиям они выполнялись из меди по оригинальной технологии электролитического формования тонкостенными, с толщиной стенок 0,7*1,5 мм, в виде моноблока, когда жесткое взаимное расположение и крепление электродов друг относительно друга обеспечивается уже на этапе изготовления. Это позволило создать осе-симметричные и эллиптические трехмерные ГЭС, успешно прошедшие предполетные испытания по программе: вибрации в различных режимах в течение 56 мин; трехкратные удары с ускорением 40 g по трем осям симметрии; ускорение на центрифуге до 208 g, которые были использованы для создания масс-анализаторов типа трехмерной ловушки для космических исследований (приборы "Малахит-В" и "Зонд"). Разработанные анализаторы сохраняют работоспособность при нагреве электродной системы до 200+250 °С без ухудшения аналитических характеристик. Использование разработанных трехмерных ГЭС в "земных приборах" позволило получить с их помощью разрешающие способности до 3000, чувствительность при газовом анализе до 1014 мм рт.ст., относительную чувствительность до 10 6 при очень хорошей форме массового пика.

Третья глава диссертационной работы посвящена разработке и экспериментальному исследованию тонкостенных, устойчивых к механическим и тепловым воздействиям квадрупольных электродных систем с гиперболическими полеобразующими электродами, предназначенными для создания эффективных масс-анализаторов. При этом решаются задачи оценки качества полей, формируемых квадрупольными ГЭС, и влияния на них технологических погрешностей; выбора и оптимизации геометрии квадрупольных ГЭС, уменьшения влияния краевых полей, создания моноблочной конструкции квадрупольной ГЭС.

Проведенные исследования показали, что квадрупольные электродные системы с гиперболическими электродами не только формируют поле,

наиболее близкое к идеальному гиперболическому во всем рабочем объеме, но эти поля оказываются более устойчивыми с точки зрения качества формируемого поля к различного рода технологическим погрешностям. Исходя из этого была выбрана геометрия квадрупольной ГЭС, представляющая собой четыре электрода гиперболического сечения с уровнем ограничения , концевые области которых по технологическим соображениям являются частями параллельных плоскостей протяженностью LK . Для получения относительной погрешности поля в рабочем объеме анализатора не хуже 1,610 6 необходимо выбирать значения Ьгр = 1,6r0 ; LK = 1,2г0, где г о - радиус поля квадрупольной ГЭС.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования показали, что выполнение квадрупольной ГЭС в виде тонкостенного, с толщиной стенок 0,7-т-1,5 мм, моноблока, когда отдельные электроды жестко крепятся друг относительно друга керамическими изоляторами в концевых областях, обеспечивает устойчивость к механическим и тепловым воздействиям. Разработанные конструкции квадрупольных ГЭС выдерживают без ухудшения аналитических характеристик выбрационные нагрузки в различных режимах, многократные ударные нагрузки до 100-^150 g, однократные - до 200 g и позволяют расширить диапазон рабочих температур до 200*250 °С. Работа созданных квадрупольных ГЭС при повышенных температурах обеспечивается тем, что электроды, расширяясь при нагревании, сохраняют свой гиперболический профиль, изменяя только радиус поля электродной системы.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования влияния краевого поля квадрупольной ГЭС показали, что оно может быть значительно уменьшено использованием плоских или профилированных входной и выходной диафрагм с малыми апертурами, помещенными вглубь электродной системы.

Предложены, созданы и обследованы перспективные конструкции составных квадрупольных ГЭС, когда они выполняются из отдельных квадрупольных секций-модулей, причем соседние секции могут иметь

Основные характеристики разработанных квадрупольных масс-анализаторов

Основные характеристики Тип квад рупольного масс-анализатора

АНК-10/300 АНК-10/600 АНК-8,2/200 АМКР-8,2/8,05/267 АМК-8,2/267 АМКУ-8,2/267

Гип электродной истемы моноблок составной составной составной составной состав ной

1исло секций 1 2 3 3 4 4

'адиус поля, 0, мм 10 10 8,2 8,2-8,05 "8,2 8,2

Максимальный задиус, мм 30 30 35 25 25 25

Длина Ь, мм 300 600 200 267 267 267

Относительная шина, Ь/г0 30 60 24,4 32,4 32,4 32,4

Масса электродам системы, кг 0,4 0,8 0,3 0,4 0,4 0,4

У1ежэлектродная ;мкость, пФ 80 160 60 80 80 80

Относительная югрешность изготовления 4-10-3 4-10-3 2,5-10-3 6-10-4 6-10-4 6-10-4

Материал электродов медь медь медь медь медь медь

Защитное покрытие золото золото золото золото золото золото

Толщина электродов, мм 1,2 1,2 1 1 1 1

Толщина покрытия, мкм 1 1 3 1 1 1

различные значения радиуса поля и располагаться под углом друг к другу. Введение небольшой (до 10°) угловой несоосности между соседними секциями-моноблоками позволяет увеличить разрешение до 2 раз и чувствительность в 100+1000 раз такого составного квадрупольного масс-анализатора в области малых (до 6 эВ) значений входной энергии ионов. Основные конструктивные характеристики различных типов созданных квадрупольных масс-анализаторов сведены в таблицу. Разработанные

квадрупольные масс-анализаторы обладают хорошей формой массового пика, относительной чувствительностью до 5-Ю5, абсолютной чувствительностью до Ю-2 мм рт.ст. и позволяют получить разрешающую способность до 500.

В четвертой главе рассматриваются вопросы одномерной сортировки в гиперболоидных масс-анализаторах и гиперболоидные электродные системы для ее реализации. При этом решаются задачи поиска новых способов осуществления одномерной сортировки в гиперболоидных масс-анализаторах за счет выбора электрического режима их работы; создания новых конфигураций ГЭС, как линейных, так и трехмерных, позволяющих реализовать режим одномерной сортировки в ГМА конструктивным путем; оптимизации геометрии ввода ионов в анализатор монопольного масс-анализатора с целью уменьшения влияния краевого поля и повышения эффективности масс-анализа; создания тонкостенных конструкций ГМА с одномерной сортировкой, устойчивых к внешним воздействиям. Перспективным путем осуществления режима одномерной сортировки в гиперболоидных масс-анализаторах (ГМА) за счет выбора электрического режима их работы является использование параметрических модуляционных резонансов для целенаправленного изменения конфигураций общих зон диаграммы стабильности, когда они модифицируются в набор узких полос стабильности. В работе развиты элементы теории параметрических модуляционных резонансов в гиперболоидных масс-анализаторах: рассмотрены особенности модуляции как непрерывным, так и дискретным сигналом (гармоническое и импульсное питание масс-анализаторов); получены аналитические соотношения, определяющие ширину возникающих при таком резонансе полос нестабильности, максимальное значение параметра нестабильности внутри полосы, а также найдены соотношения, связывающие разрешение с требуемым временем сортировки для ГМА, использующих такие резонансы. Экспериментальная проверка предлагаемого способа реализации режима одномерной сортировки в ГМА была проведена на масс-анализаторе типа трехмерной

ловушки с импульсным питанием и амплитудной модуляцией. Показано, что использование амплитудной модуляции глубиной 5 % позволяет в 2+3 раза увеличить чувствительность масс-анализатора по сравнению с обычным режимом работы при одинаковом разрешении.

Рассмотрены новые конфигурации линейных ГЭС: мйнополь с гиперболическим уголковым электродом и "трипольный" фильтр масс, использование которых для создания масс-анализаторов позволяет осуществить режим одномерной сортировки конструктивным путем. Новый монополь с гиперболическим уголковым электродом по сравнению с известным монополем Цана позволяет: улучшить форму массового пика; увеличить разрешение, определяемое на различных уровнях, в 3+4 раза; при заданном разрешении увеличить добротность в 10+100 раз и довести его относительную чувствительность до Ю-5. Полученное разрешение разработанного монополя составляет: 704 по уровню 0,5; 392 по уровню 0,1; 183 по уровню 0,01; 120 по уровню 0,001. Разрешение по уровню Ю-5 составило 34. Показано, что на работу монополя с гиперболическим уголковым электродом значительно меньше влияют отраженные ионы и интенсивность ложных пиков в новом монополе на 2+3 порядка меньше. Значительно, в 3+5 раз, увеличить разрешение монополя можно, осуществляя ввод ионов вблизи стержневого электрода.

Разработана секционная конструкция тонкостенной монопольной ГЭС с гиперболическим стержневым электродом, которая показала высокие эксплуатационные и аналитические характеристики.

Расчетным и экспериментальным путем показана принципиальная возможность реализации конструктивным путем режима одномерной сортировки в масс-анализаторе типа трехмерной ловушки, выполненном на осесимметричной ГЭС заменой одного гиперболического торцового электрода конусным электродом, совпадающим с асимптотической поверхностью и имеющим потенциал центра ГЭС. Режим одномерной сортировки в трехмерной ловушке характеризуется полосой стабильности, расположенной вдоль г-границы зоны стабильности, постоянством раз-

решения и добротности при изменении угла наклона рабочей прямой в широких пределах. Это позволяет снизить требования к стабильности питающих электроды трехмерной ловушки напряжений, что в сочетании с хорошими аналитическими возможностями (чувствительность, относительная чувствительность, разрешение), малыми габаритами, массой делают такой "трехмерный монополь" весьма перспективным масс-анализатором для работы на передвижных объектах.

Пятая глава диссертационной работы посвящена вопросам исследования возможности создания эффективных энергоанализаторов и систем формирования потоков заряженных частиц на гиперболоидных электродных системах и их экспериментального обследования. При этом решаются следующие основные задачи: теоретическое обоснование возможности создания эффективных энергоанализаторов и систем формирования потоков заряженных частиц на гиперболоидных осесимметричных электродных системах; разработка методов инженерного расчета таких энергоанализаторов и систем формирования; разработка принципов оптимального конструирования таких энергоанализаторов и систем формирования и создание экспериментальных образцов гиперболоидных энер-гоанализатороз с различной геометрией и их экспериментальное обследование; разработка и создание экспериментальных образцов систем формирования на гиперболоидных осесимметричных электродных системах для твердотельной масс-спектрометрии и газоанализаторов и их экспериментальное обследование.

Анализ уравнений движения заряженных частиц в статических трехмерных гиперболических полях показал, что характер и вид траектории будут определяться энергией, начальными координатами и углом влета частиц в поле. При этом возможно получение трех различных типов траекторий: отражение (режим возврата), фокусировка (режим пролета) и вывод через кольцевой электрод. Для определенных начальных условий ввода возможно получение пространственной фокусировки частиц полем

первого и второго порядков, причем фокусировка второго порядка возможна только в режиме отражения.

Гиперболоидные осесимметричные энергоанализаторы и системы формирования могут создаваться как на полных ГЭС, так и на ГЭС с конусными торцовыми электродами, на двух кольцевых или двух торцовых электродах. При этом на каждой электродной системе могут быть реализованы режимы возврата и пролета частиц.

Разработана методика численного расчета и определения параметров (разрешение по энергии и светосила) гиперболоидных энергоанализаторов и систем формирования; проведены расчеты шести типов энергоанализаторов и двух типов систем формирования, выявлены динамика влияния различных факторов на их разрешение и светосилу. Для оптимизации параметров энергоанализаторов и систем формирования предложено ввести универсальный параметр эффективности (¿=1Ша, равный произведению разрешения на квадрат светосилы. Для гиперболоидных осесиммет-ричных энергоанализаторов возможно получение светосилы от 10 до 40 % при разрешении по энергиям 100, в то время, как наиболее распространенный энергоанализатор типа цилиндрического зеркала имеет светосилу для того же разрешения до 8 %.

Созданы и экспериментально обследованы: энергоанализатор на полной ГЭС; энергоанализатор с двумя конусными торцовыми электродами; однокаскадная длиннофокусная система формирования для времяпролет-ного масс-спектрометра с лазерным источником ионов, двухкаскадная система формирования для квадрупольного масс-анализатора для метода МСВИ. Экспериментальное обследование показало хорошее совпадение расчетных и экспериментальных параметров созданных энергоанализаторов и систем формирования, что может служить подтверждением справедливости основных теоретических предпосылок, положенных в основу методики их расчета.

Шестая глава посвящена разработке высокоточной безъюстировочной серийноспособной технологии изготовления методом электролитического

формования тонкостенных, вибро- и ударопрочных гиперболоидных электродных систем для масс-анализаторов, энергоанализаторов и систем формирования потоков заряженных частиц с большим сроком службы. При разработке технологии электролитического формования сложно-профильных ГЭС решались следующие задачи:

- создание высокоточной, с малыми допусками на размеры, разрушаемой формы;

- создание высокоточной, с малыми допусками на размеры, неразру-шаемой формы;

- создание комбинированных форм для формования сложнопрофиль-ных электродных систем;

- выбор материала осаждения для электролитического формования;

- выбор электрического режима и геометрии электролитического осаждения для получения однородного по толщине и механическим свойствам осадка;

- разработка технологии очистки изготовленных сложнопрофильных ГЭС.

Для обеспечения заданного срока службы изготовленных электродных систем :

- были проведены исследования процессов образования полимерных углеводородных пленок на рабочих поверхностях ГЭС под действием бомбардировки медленными электронами и предложены пути уменьшения их влияния на работу аналитических устройств;

- разработана технология создания на рабочих поверхностях ГЭС "самоочищающегося" покрытия из легкоплавкого металла, в качестве которого предложено использовать двухслойное покрытие из индия.

Разработанная технология позволила получить допуски на размеры сложнопрофильных гиперболоидных электродных систем 3+5 мкм и довести срок их службы до (5+8) 103 часов.

В седьмой главе приведены результаты использования разработанных сложнопрофильных гиперболоидных систем, изготовленных методом

электролитического формования и получения "самоочищающегося" защитного покрытия, для создания опытных образцов масс-анализаторов, энергоанализаторов и систем формирования, внедренных на ряде предприятий страны.

В заключении отражены основные результаты работы.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Шеретов Э.П., Гуров B.C. Особенности эмиссии частиц металла и его поверхности под действием лазерного излучения в режиме модулированной добротности при малой энергии в импульсе //Тезисы доклада на 17 Всес. конф. по эмиссионной электронике. Л., 1980. С. 233.

2. Гуров B.C. Динамический масс-спектрометр с лазерным источником ионов //Тезисы доклада на III конф. по масс-спектрометрии. Л., 1981. С. 177.

3. A.c. 951477 (СССР). Датчик гиперболоидного масс-спектрометра /Шеретов Э.П., Гуров B.C. Опубл. в БИ № 30 15.08.82.

4. A.c. 1045778 (СССР). Лазерно-плазменный источник ионов /Шеретов Э.П., Гуров B.C. 11.02.82.

5. A.c. 1064795 (СССР). Устройство для получения ионного тока /Шеретов Э.П., Гуров B.C. 19.02.82.

6. A.c. 999864(СССР). Датчик гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки /Шеретов Э.П., Самодуров В.Ф., Гуров B.C. 16.02.82.

7. A.c. 999867 (СССР). Датчик гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки /Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Гуров B.C. 16.02.82.

8. Колотилин Б.И., Гуров B.C., Самодуров В.Ф., Сафонов М.П., Шеретов Э.П. Анализатор малогабаритного гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки//Тезисы доклада на I Всес. совещании "Разработка и применение специализированных масс-спектроме-трических установок". М., 1983. С. 65.

9. Гуров B.C., Сафонов М.П., Шеретов Э.П. Масс-энергоанализатор заряженных частиц на гиперболоидной осесимметричной линзе //Тезисы доклада на I Всес. совещании "Разработка и применение специализированных масс-спектрометрических установок". М., 1983. С. 66.

10. Гуров B.C., Самодуров В.Ф., Шеретов Э.П., Иванов С.И. Электронный источник для малогабаритного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки //Тезисы доклада на I Всес. совещании "Разработка и применение специализированных масс-спектрометрических установок". М„ 1983. С. 83.

11. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Самодуров В.Ф., Колотилин Б.И., Сафонов М.П. Перспективы использования новых конфигураций электродных систем в гиперболоидных масс-спектрометрах //Тезисы доклада на I Всес. совещании "Разработка и применение специализированных масс-спектрометрических установок". М., 1983. С. 155.

12. Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Самодуров В.Ф., Гуров B.C. Малогабаритный гиперболоидный масс-спектрометр типа трехмерной ловушки //Тезисы доклада на I Всес. совещании "Разработка и применение специализированных масс-спектрометрических установок". М., 1983. С. 55.

13. A.c. 1140644 (СССР). Датчик квадрупольного масс-спектрометра /Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Сафонов М.П., Гуров B.C. 13.07.83.

14. A.c. 1140643 (СССР). Датчик гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки /Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Сафонов М.П., Гуров B.C. 13.07.83.

15. Гуров B.C., Шеретов Э.П. О возможности создания энергоанализатора заряженных частиц на гиперболоидной осесимметричной линзе //ЖТФ. Т. 54. № 12, 1984. С. 2383-2386.

16. A.c. 1191981 (СССР). Ионный микроанализатор /Шеретов Э.П., Зенкин В.А., Сафонов М.П., Гуров B.C., Саханова В.А. Опубл. в БИ № 42 15.11.85.

17. Гуров B.C., Сафонов М.П., Саханова В.А. Расчет светосильной ионно-оптической системы сбора и формирования ионных потоков для ВИМС //Тезисы доклада на 8 Всес. семинаре "Методы расчета ЭОС". JL, 1985. С. 56.

18. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Сафонов М.П. Методика и результаты расчетов системы энергоанализа потоков заряженных частиц на гиперболоидных осесимметричных линзах //Тезисы доклада на 8 Всес. семинаре "Методы расчета ЭОС". Л., 1985. С. 72.

19. A.c. 12694778 (СССР). Анализатор монопольного масс-спектрометра /Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Сафонов М.П., Гуров B.C. 08.07.83.

20. A.c. 1246174 (СССР). Энергоанализатор заряженных частиц /Гуров

B.C., Шеретов Э.П., Саханова В.А. Опубл. в БИ № 27 23.07.86.

21. A.c. 1259887 (СССР). Способ изготовления анализатора гипербо-лоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки /Шеретов Э.П., Гуров B.C., Евдокимова М.И. и др. 25.12.84.

22. Шеретов Э.П., Гуров B.C. О выборе параметра, определяющего эффективность работы гиперболоидных осесимметричных энергоанализаторов //ЖТФ. Т. 55. № 8, 1985. С. 1632-1635.

23. Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Сафонов М.П., Гуров B.C. и др. Малогабаритный гиперболоидный масс-спектрометр типа трехмерной ловушки //Вопросы атомной науки и техники. Сер. Радиационная техника. В. 1 (32), 1986. С. 18-20.

24. Самодуров В.Ф., Гуров B.C., Ширяев А.Г., Шахманцев В.Н. Вторично-эмиссионные свойства металлов, получаемых по электрохимической технологии //Тезисы доклада на V Всес. симпозиуме по ФЭЭ, ВЭЭ, ВИЭЭ поверхности твердого тела. Рязань, 1986. С. 60-61.

25. Самодуров В.Ф., Гуров B.C., Малютин А.Е. Влияние вторично-эмиссионных процессов на поверхности электродных систем гиперболоидных масс-спектрометров на их работу //Тезисы доклада на V Всес. симпозиуме по ФЭЭ, ВЭЭ, ВИЭЭ поверхности твердого тела. Рязань, 1986.

C. 60.

26. Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Сафонов М.П., Гуров B.C. Перспективы использования гиперболоидных электродных систем при создании комплексных устройств исследования поверхности твердых тел //Тезисы доклада на V Всес. симпозиуме по ФЭЭ, ВЭЭ, ВИЭЭ поверхности твердого тела. Рязань, 1986. С. 160.

27. Пат. № 8302417 (Франция). Масс-анализатор гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки /Шеретов Э.П., Гуров B.C., Самодуров В.Ф., Колотилин Б.И. Опубл. в оф. бюл. Франции № 34 26.08.83.

28. Самодуров В.Ф., Гуров B.C., Сафонов М.П., Шеретов Э.П. и др. Анализатор гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки для космических исследований //Тезисы доклада на IV Всес. конф. по масс-спектрометрии. Секц. 8. Сумы, 1986. С. 36-37.

29. Гуров B.C., Колотилин Б.И. Электронные источники для гипербо-лоидных масс-спектрометров //Тезисы доклада на IV Всес. конф. по масс-спектрометрии. Секц. 8. Сумы, 1986. С. 38-39.

30. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Колотилин Б.И., Сафонов М.П. Перспективы использования гиперболоидных систем в масс-спектрометрии и ионной оптике //Тезисы доклада на IV Всес. конф. по масс-спектрометрии. Секц. 2. Сумы, 1986. С. 20-21.

31. Шеретов Э.П., Сафонов М.П., Гуров B.C. Энергоанализатор заряженных частиц на гиперболоидной осесимметричной линзе с возвратом частиц //ЖТФ. Т. 57. В. 6. 1987. С. 1185-1188.

32. Шеретов Э.П., Самодуров В.Ф., Гуров B.C., Ширяев А.Г. и др. Технология точного электролитического формования сложных профилей //Машиностроительные технологии: Информ. листок Всеросс. выставки. Уфа, 1987.

33. Шеретов Э.П., Самодуров В.Ф., Гуров B.C., Евдокимова М.И. и др. Технология точного электролитического формования сложных профилей //Каталог Всеросс. выставки. Уфа. Т. 1. С. 59.

34. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Овчинников С.П., Филиппов И.В. и др. Принцип построения электронно-оптических систем источников электронов для гиперболоидных анализаторов //Тезисы доклада на 9 Всес. семинаре "Методы расчета ЭОС". Ташкент, 1988. С. 96.

35. A.c. 1660075 (СССР). Способ развертки спектра масс в гиперболо-идном масс-спектрометре /Шеретов Э.П., Гуров B.C., Борисовский А.П. и др. Опубл. в БИ № 24 30.06.91.

36. Сурков Ю.А., Иванова В.Ф., Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Гуров B.C. и др. Масс-спектрометр автоматической межпланетной станции "Вега-1" //ПТЭ. № 4, 1989. С. 166-170.

37. Шеретов Э.П., Сафонов М.П., Колотилин Б.И., Овчинников С.П., Гуров B.C. и др. Новый режим работы гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки //Письма в ЖТФ. Т. 15. В. 9. 1989. С. 85-87.

38. Гуров B.C. Гиперболоидный осесимметричный энергоанализатор заряженных частиц с конусным торцевым электродом //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1993. С. 102-106.

39. Шеретов Э.П., Гуров B.C. Новый гиперболоидный осесимметрич-ный масс-анализатор с одномерной сортировкой //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1993. С. 144-149.

40. Гуров B.C., Головин O.A. Технология изготовления анализатора гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки методом электролитического формования //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1993. С. 149-160.

41. Гуров B.C. Гиперболоидные осесимметричные энергоанализаторы. Ч. I //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1995. С. 109-123.

42. Гуров B.C. Гиперболоидные осесимметричные энергоанализаторы. Ч. II //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань. 1995. С. 124-139.

43. Гуров B.C. Гиперболоидные осесимметричные энергоанализаторы. Ч. III //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1995. С. 140-146.

44. Гуров B.C. Технология изготовления гиперболоидных осесиммет-ричных систем многофункционального назначения //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1995. С. 98-100.

45. Гуров B.C., Дубков М.В. О выборе геометрии анализатора квадру-польного фильтра масс с гиперболическими электродами //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1996. С. 58-61.

46. Гуров B.C., Дубков М.В., Романов И.Н. Деформация гиперболоид-ной электродной системы квадрупольного фильтра масс при нагревании //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1996. С. 61-65.

47. Гуров B.C., Филиппов И.В. Исследование процессов образования углеводородных пленок загрязнений на металлических поверхностях под действием медленных электронов //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1996. С. 23-28.

48. Гуров B.C., Дубков М.В. Технология изготовления анализатора квадрупольного фильтра масс с гиперболическими электродами //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1996. С. 23-28.

49. Гуров B.C., Дубков М.В., Филиппов И.В. Вторично-эмиссионные свойства поверхности металлов, полученных методом электролитическо-

го формования //Тезисы доклада. Всероссийский симпозиум по эмиссионной электронике, Рязань, 1996. С. 131.

50. Гуров B.C., Дубков М.В., Филиппов И.В. Исследование процессов, происходящих на поверхности металлов при облучении медленными ионами и электронами //Тезисы доклада. Всероссийский симпозиум по эмиссионной электронике, Рязань, 1996. С. 177.

51. Гуров B.C., Дубков М.В. Гиперболоидные системы фокусировки и транспортировки пучков заряженных частиц для вторично-ионной и вторично-электронной спектроскопии //Тезисы доклада. Всероссийский симпозиум по эмиссионной электронике, Рязань, 1996. С. 181.

52. Гуров B.C., Дубков М.В., Филиппов И.В. О возможности нормализации свойств поверхности металлов, подвергшихся облучению заряженными частицами //Тезисы доклада. Всероссийский симпозиум по эмиссионной электронике, Рязань, 1996. С. 199.

53. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В. Гиперболоидные электродные системы для квадрупольного фильтра масс //Вестник РГРТА. В. 1. Рязань, 1996. С. 141-142.

54. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В. Технология электролитического формования сложнопрофильных электродных систем для аналитического приборостроения //Тезисы доклада Росс, науч.-техн. конф. "Новые материалы и технологии", М.: МАТИ-РГТУ, 1997. С. 79

55. Гуров B.C., Дубков М.В. Влияние технологических погрешностей на качество поля в анализаторе квадрупольного фильтра масс с электродами круглого сечения //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1997. С. 30-38.

56. Гуров B.C., Дубков М.В. Выбор и исследование свойств материалов разрушаемой формы для электролитического формования сложно-профильных электродных систем //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1997. С. 76-84.

57. Гуров B.C., Дубков М.В. Влияние технологических погрешностей на качество поля в анализаторе квадрупольного фильтра масс с гиперболическими электродами //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1997. С. 108-118.

58. Гуров B.C., Дубков М.В. Экспериментальное исследование квадрупольного фильтра масс с гиперболическими электродами //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1997. С. 143-148.

59. Гуров B.C., Дубков M.B. О выборе материала неразрушаемой формы для электролитического формования сложнопрофильных электродных систем //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1997. С. 156-158.

60. Гуров B.C. Исследование экзоэлектронной эмиссии с поверхности вакуумных конструкционных материалов //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1997. С. 26-29.

61. Гуров B.C., Филиппов И.В. Восстановление свойств металлических поверхностей, подвергшихся бомбардировке заряженными частицами //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1997. С. 7175.

62. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В. Технология изготовления сложнопрофильных электродных систем методом электролитического формования //Тезисы доклада Междунар. науч.-техн. конф. "Электрофизические и электрохимические технологии", С.-Пб.: СПбГТУ, 1997. С. 35.

63. Гуров B.C., Дубков М.В. О выборе материала неразрушаемой формы для прецизионного электролитического формования электронно- и ионно-оптических систем //Тезисы доклада Межд. науч.-техн. конф. "Электрофизические и электрохимические технологии". С.-Пб.: СПбГТУ, 1997. С. 38.

64. Гуров B.C., Дубков М.В. Технология изготовления высокоточной разрушаемой формы для электролитического формования электронно- и ионно-оптических систем //Тезисы доклада Межд. науч.-техн. конф. "Электрофизические и электрохимические технологии". С.-Пб.: СПбГТУ, 1997. С. 37.

65. Гуров B.C., Дубков М.В. О выборе материала для изготовления электронно- и ионно-оптических систем методом электролитического формования //Тезисы доклада Межд. науч.-техн. конф. "Электрофизические и электрохимические технологии". С.-Пб.: СПбГТУ, 1997. С. 38.

66. Гуров B.C., Дубков М.В., Филиппов И.В. О выборе материала покрытия, обеспечивающего срок службы электронно- и ионно-оптических систем, изготовленных методом электролитического формования //Тезисы доклада Межд. науч.-техн. конф. "Электрофизические и электрохимические технологии". С.-Пб.: СПбГТУ, 1997. С. 39.

67. Sheretov E.P., Gurov V.S., Dubkov M.V. Quadrupole Mass-Analyzers in Space Research //14th International Mass Spectrometry Conference. Tampere, Finland. 1997. P. 229.

68. Sheretov E.P., Kolotilin B.I., Gurov V.S., Rozhkov O.V, Kiryushin D.V. Ion Traps with Cross-Injection of Ionizing Electron Beam //14th International Mass Spectrometry Conference. Tampere, Finland. 1997. P. 230.

69. Гуров B.C., Дубков M.B. Влияние способа очистки электрохимически осажденной меди на экзоэлектронную эмиссию с ее поверхности //Физика полупроводников и микроэлектроника: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1997. С. 47-50.

70. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В. Гиперболоидные масс-анализаторы с одномерной сортировкой для космических исследований и охраны окружающей среды //Тезисы доклада Межд. науч.-техн. конф. "Научные основы высоких технологий", Новосибирск, 1997. С. 63-66.

71. Гуров B.C. Энергоанализаторы заряженных частиц на осесиммет-ричных гиперболоидных системах //Тезисы доклада Межд. науч.-техн. конф. "Научные основы высоких технологий", Новосибирск, 1997. С. 6770.

72. Гуров B.C., Дубков М.В., Филиппов И.В. Исследование экзоэлек-тронной эмиссии с поверхности металлов под действием медленных электронов //Тезисы доклада Межд. конф. "Эмиссионная электроника, новые методы и технологии". Ташкент. 1997. С. 102.

73. Гуров B.C., Дубков М.В., Филиппов И.В. Исследование процессов, происходящих на поверхности металлов под действием медленных электронов //Тезисы доклада Межд. конф. "Эмиссионная электроника, новые методы и технологии". Ташкент, 1997. С. 182.

74. Гуров B.C., Дубков М.В., Филиппов И.В. О возможности восстановления свойств металлических поверхностей, подвергшихся облучению медленными электронами //Тезисы доклада Межд. конф. "Эмиссионная электроника, новые методы и технологии", Ташкент. 1997. С. 183.

75. Гуров B.C., Дубков М.В. О выборе материала электродов электронно- и ионно-оптических систем, изготавливаемых методом электролитического формования //Вестник РГРТА. В. 2. Рязань, 1997. С. 130-131.

76. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В., Филиппов И.В. Исследование свойств конструкционных материалов электронной техники, получен-

ных методом электролитического формования //ВНТК "Электроника и информатика-97". Москва, 1997. С. 29.

77. Gurov V.S., Philippov I.W. Electric properties of organic polymer films which are caused by slow electrons //ICSFS-9, Copenhagen, Denmark, 1998

78. Гуров B.C., Дубков M.B, Корнеева O.B. Расчет формы массового пика на выходе осесимметричного гиперболоидного масс-анализатора с одномерной сортировкой //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1998. С. 23-26.

79. Гуров B.C., Сафонов М.П., Филиппов И.В. Оптимизация геометрии анализатора гиперболоидных масс-спектрометров //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1998. С. 41-47.

80. Гуров B.C., Кирюшин Д.В. Влияние ион-молекулярных столкновений на параметры квадрупольного фильтра масс //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1998. С. 66-69.

81. Гуров B.C., Романов И.Н. Особенности температурного расширения электродных систем //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1998. С. 70-78.

82. Гуров B.C., Гилев Ю.В. Влияние угловой несоосности двух анализаторов квадрупольных фильтров масс на амплитудно-фазовые характеристики при импульсном питании //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1998. С. 78-83.

83. Гуров B.C., Дубков М.В., Корнеева О.В. Особенности диаграммы стабильности осесимметричного гиперболоидного масс-анализатора с одномерной сортировкой //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1998. С. 118-123.

84. Sheretov Е.Р., Gurov V.S., Dubkov M.V. Hyperboloid electrode Systems Space Research Mass Spectromery //Advances in Mass Spectrometry. Elsevier. Vol. 14. 1998.

85. Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Веселкин H.B., Гуров B.C. и др. Гиперболоидный масс-спектрометр для анализа собственной внешней атмосферы космических станций /2 Межд. науч.-техн. конф. "Космонавтика, радиоэлектроника, геоинформатика". Рязань, 1998.

86. Sheretov Е.Р., Gurov V.S., Dubkov M.V., Korneyeva O.V. A monopole Mass Filter with a Hyperbolic V-shaped Electrode //Rapid Communications in Mass Spectrometry 13 (1999). P.1699-1702.

87. Sheretov E.P., Gurov V.S., Safonov M.P., Philippov I.V. Hyperboloid mass spectrometers for space exploration //Int. J. Mass Spectrom. 189 (1999).

88. Sheretov E.P., Gurov V.S., Kolotilin B.I. Modulation parametric resonances and their influence on stability diagram structure //Int. J. Mass Spectrom. 184(1999) 207-216.

89. Гуров B.C., Дубков M.B., Корнеева O.B. Монопольный масс-анализатор с гиперболическим стержневым электродом //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1999. С. 26-36.

90. Гуров B.C., Дубков М.В., Корнеева О.В. Влияние отраженных ионов на форму массового пика монопольного масс-анализатора //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1999. С. 77-83.

91. Гуров B.C., Романов И.Н. Динамическая задача о деформировании сложных электродных систем при нагревании //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1999. С. 95-100.

92. Гуров B.C., Дубков М.В., Корнеева О.В. Гиперболоидные масс-анализаторы с одномерной сортировкой для экологических исследований //Тез. докл. 2 Республ. конф. по физической электронике. Ташкент, 1999.

93. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В., Корнеева О.В. Новый монопольный масс-анализатор на гиперболоидной электродной системе //Письма в ЖТФ. Т. 26. В. 1. 2000. С. 42-44.

94. Gurov V.S., Dubkov M.V., Korneeva O.V. Three-dimensional monopole - a new ion trap mass analyser with one-dimensional ion sorting //Repid Communications in Mass Spectrometry. 14, 2000. P. 454-458.

95. Пат. 2091902 (РФ). Способ изготовления квадрупольного фильтра масс /Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В., Евдокимова М.И. Опубл. в БИ № 27 27.09.97.

В приложении содержатся документы, подтверждающие внедрение и использование результатов диссертации.

Р. 9-17.

С.151.

Введение.

Глава 1. Основные типа гиперболоидных электродных систем и принципы их конструирования.

1.1. Введение.

1.2. Распределение потенциала в рабочем объеме ГЭС.

1.3. Трехмерные гиперболоидные электродные системы.

1.3.1. Осесимметричные ГЭС.

1.3.2. Эллиптические ГЭС.

1.4. Линейные ГЭС.

1.5. Принципы конструирования ГЭС.

1.5.1. Обеспечение гиперболичности формируемого электрического поля.

1.5.2. Обеспечение максимальной чувствительности.

1.5.3. Обеспечение устойчивости к механическим и тепловым воздействиям.

1.5.4. Обеспечение срока службы анализатора.

1.6. Выводы.

Глава 2. Гиперболоидные электродные системы масс-анализаторов типа трехмерной ловушки.

2.1. Введение.

2.2. Оптимизация геометрии граничных областей трехмерных ГЭС.

2.3. Исследование особенностей ввода ионизирующего электронного потока.

2.3.1. Радиальный ввод электронного ионизирующего потока.

2.3.2. Влияние поперечных скоростей на конфигурацию выходного отпечатка электронного потока.

2.3.3. Изменение энергии электронов при их пролете через анализатор.

3.2.4. Осевой ввод электронного ионизирующего потока

2.3.5. Экспериментальная проверка основных положений теории фокусировки электронного потока.

2.3.6. Выводы.

2.4. Оптимизация и выбор геометрии каналов для ввода и вывода заряженных частиц в трехмерных ГЭС

2.4.1. Выбор геометрии каналов вывода ионов.

2.4.2. Выбор геометрии каналов ввода ионизирующего электронного потока.

2.5. Источники электронов с ленточным потоком для масс-анализаторов типа трехмерной ловушки.

2.6. Конструкции трехмерных ГЭС масс-анализаторов типа трехмерной ловушки.

2.6.1. Конфигурация трехмерной ГЭС масс-анализаторов

2.6.2. Устойчивость трехмерных ГЭС к механическим воздействиям.

2.6.3. Устойчивость трехмерных ГЭС к температурным воздействиям.

2.6.4. Моноблочная конструкция осесимметричной ГЭС масс-анализатора типа трехмерной ловушки.

2.6.5. Составная конструкция осесимметричной ГЭС масс-анализатора типа трехмерной ловушки.

2.6.6. Разборная конструкция осесимметричной ГЭС масс-анализатора типа трехмерной ловушки.

2.6.7. Моноблочная конструкция эллиптической ГЭС масс-анализатора типа трехмерной ловушки.

2.7. Выводы.

Глава 3. Гиперболоидные электродные системы квадрупольных масс-анализаторов.

3.1. Введение.

3.2. Оценка качества полей, формируемых квадрупольными ГЭС.

3.3. Выбор и оптимизация геометрии квадрупольных ГЭС

3.4. Влияние технологических погрешностей на качество поля, формируемого квадрупольными ГЭС.

3.5. Краевые поля квадрупольных ГЭС и возможности уменьшения их влияния.

3.6. Устойчивость квадрупольных ГЭС к температурным воздействиям.

3.7. Устойчивость квадрупольных ГЭС к механическим воздействиям.

3.8. Конструкции ГЭС квадрупольных масс-анализаторов

3.8.1. Квадрупольный масс-анализатор АНК-10/

3.8.2. Квадрупольный масс-анализатор АНК-10/

3.8.3. Квадрупольный масс-анализатор АНК-8,2/

3.8.4. Квадрупольный масс-анализатор АМКР-8,2/8,05/

3.8.5. Квадрупольный масс-анализатор АМКУ-8,2/

3.9. Выводы.

Глава 4. Одномерная сортировка в гиперболоидных масс-анализаторах и электродные системы для ее реализации.

4.1. Введение.

4.2. Модуляционные параметрические резонансы и их влияние на структуру диаграмм стабильности ГМА

4.2.1. Линии квазистабильности (J1KC).

4.2.2. Общее уравнение.

4.2.3. Гармоническое питание.

4.2.4. Импульсное питание.

4.2.5. Модификация диаграммы стабильности.

4.2.6. Экспериментальная проверка основных выводов теории.

4.3. Монопольные масс-анализаторы.

4.3.1. Монопольный масс-анализатор с гиперболическим стержневым электродом.

4.3.2. Оптимизация геометрии электродной системы и создание монопольного масс-анализатора с гиперболическим уголковым электродом

4.3.3. О возможности уменьшения влияния отраженных ионов на работу монопольного масс-анализатора

4.3.4. Оптимизация геометрии ввода ионов и возможность создания монополя на сходящихся траекториях

4.4. О возможности создания «трипольного» масс-анализатора

4.5. Исследование возможности создания осесимметричного масс-анализатора типа трехмерной ловушки с одномерной сортировкой.

4.5.1. Геометрия и принцип работы ионной ловушки с одномерной сортировкой.

4.5.2. Результаты экспериментального исследования осесимметричной ионной ловушки с одномерной сортировкой.

4.6. Выводы.

Глава 5. Энергоанализаторы, системы формирования и транспортировки потоков заряженных частиц на гиперболоидных электродных системах.

5.1. Введение.

5.2. Особенности движения заряженных частиц в трехмерных статических гиперболических полях.

5.3. Энергоанализаторы заряженных частиц на основе трехмерных осесимметричных ГЭС.

5.3.1. Классификация гиперболоидных осесимметричных энергоанализаторов.

5.3.2. Методика расчета параметров гиперболоидных энергоанализаторов.

5.3.3. Энергоанализатор на полной гиперболоидной системе с фокусировкой частиц.

5.3.4. Энергоанализатор на полной ГЭС с возвратом частиц.

5.3.5. Гиперболоидный осесимметричный энергоанализатор с одним конусным торцовым электродом

5.3.6. Гиперболоидный осесимметричный энергоанализатор с двумя конусными торцовыми электродами

5.3.7. Гиперболоидный осесимметричный энергоанализатор с двумя кольцевыми электродами.

5.3.8. Двухэлектродный гиперболоидный осесимметричный энергоанализатор с возвратом частиц

5.3.9. Сравнительный анализ различных конструкций гиперболоидных осесимметричных энергоанализаторов.

5.4. Системы формирования потоков заряженных частиц на основе гиперболоидных электродных систем.

5.4.1. Однокаскадная система формирования на осесимметричной гиперболоидной системе

5.4.2. Двухкаскадная система формирования на гиперболоидных электродных системах.

5.5. Экспериментальные конструкции энергоанализаторов, систем формирования и транспортировки заряженных частиц на основе ГЭС.

5.6. Выводы.

Глава 6. Технология изготовления сложнопрофильных гиперболоидных электродных систем методом электролитического формования.

6.1. Введение.

6.2. Создание прецизионных форм для электролитического формования сложпрофильных ГЭС.

6.2.1. Разрушаемые формы.

6.2.1.1. Выбор материала разрушаемой формы.

6.2.1.2. О возможности изготовления разрушаемых форм с малыми допусками на размеры.

6.2.1.3. Технология изготовления высокоточных разрушаемых форм.

6.2.2. Создание прецизионных неразрушаемых форм для электролитического формования.

6.2.2.1. Выбор материала неразрушаемой формы

6.2.2.2. Конструкции и технология изготовления неразрушаемых форм.

6.2.3. Создание комбинированных форм.

6.2.4. Подготовка неразрушаемых форм к осаждению металла.

6.3. Выбор материала осаждения.

6.3.1. Требования к материалу осаждения.

6.4. Выбор геометрии и режима осаждения.

6.5. Технология удаления формы.

6.6. Технология очистки ГЭС, изготовленных методом электролитического формования.

6.7. Технология создания защитного покрытия рабочих поверхностей ГЭС для обеспечения заданного срока службы.

Фундаментальные исследования в различных направлениях науки определяют технический прогресс страны, так как они приводят к появлению новых областей в науке и технике, коренным образом меняют технологию, приводят к появлению новых материалов. При этом развитие фундаментальных таких направлений науки как физика, химия, биология, космические исследования и других, часто связано с изучением объектов исследования на молекулярном уровне, а появление таких научных направлений, как физика и химия поверхности, вообще обязано изучению граничного слоя вещества. Поэтому развитие фундаментальных исследований немыслимо без разработки и создания соответствующих методов анализа и структуры вещества, аппаратуры по исследованию взаимодействия заряженных частиц с веществом.

Создание образцов новой техники, повышение качества выпускаемой продукции невозможно без широкого внедрения непосредственно в производство результатов фундаментальных исследований. Эта задача особенно актуальна в производстве изделий электронной техники как вакуумных, так и твердотельных, основной путь решения которой - создание автоматизированных технологических управляемых комплексов, функционирование которых тем более невозможно без соответствующих средств контроля технологических процессов, прежде всего состава и структуры вещества. При создании контролирующей аналитической аппаратуры необходимо стремиться использовать модульный принцип, принцип унификации и многофункциональности.

Появление в последние годы таких специфических областей техники, как уничтожение химических вооружений, утилизация отходов вредных производств, требуют применения соответствующих аналитических средств контроля и проведения экологических исследований, включая мониторинг окружающей среды, что невозможно без малогабаритной, надежной аналитической аппаратуры с высокими эксплуатационными характеристиками.

Таким образом, разработка аппаратуры, методов анализа и контроля состава вещества является важной народнохозяйственной задачей, достижения которой используются в фундаментальных исследованиях, в промышленности, экологии, космических исследованиях.

Потребность в соответствующих методах анализа привела к тому, что в настоящее время их насчитывается более 70 [1]. Не смотря на многообразие известных методов анализа, наибольшее распространение в научных исследованиях и промышленных условиях получили методы, отличающиеся максимальной информативностью. К таким методам в первую очередь относятся масс-спектрометрические методы анализа вещества [2-11], электронная и ионная спектроскопия [12-19]. Это связано с возможностью детального определения химического состава приповерхностных слоев простых и сложных материалов, границ раздела, кванто-размерных пленок методом электронной оже-спектроскопии и с широкими возможностями масс-спектрометрических методов - от прецизионных исследований химического (элементного) состава вещества с чувствительностью 1014 см-3 до управления технологическими процессами посредством контроля состава технологических сред [20]. При этом масс-спектрометрические методы и метод электронной и ионной спектроскопии успешно дополняют друг друга, информативность совместного анализа может быть значительно выше при применении аппаратуры с даже более низкими аналитическими характеристиками [21, 22]. Поэтому не случайно современные установки для фундаментальных исследований состава вещества и поверхности включают в себя, как правило, три-четыре метода, прежде всего масс-спектрометрический и электронной оже-спектроскопии [22].

Такая же тенденция наблюдается и при создании космических исследовательских комплексов, в состав которых входят как правило 3-^6 независимых метода анализа состава вещества [21].

Технологическое оборудование нового поколения для производства изделий электронной техники также отличает наличие нескольких аналитических приборов, которые используются в качестве встраиваемых датчиков контроля и управления технологическими процессами [20]:

- масс-анализатор состава газовой среды, в которой происходит осаждение заданного вещества;

- масс-анализатор для анализа состава осаждаемого вещества;

- энергоанализатор для анализа нанесенного вещества методом электронной оже-спектроскопии;

- масс-анализатор для анализа состава молекулярных потоков, формирующих структуру изделия.

Кроме того, осаждение структуры заданного состава может осуществляться не только с помощью молекулярных потоков, но и ионными пучками, что открывает возможности широкого управления процессами осаждения [23]. В последнем случае стоит задача формирования такого ионного пучка заданной геометрии и энергии. Напыляемое вещество может подвергаться очистке в процессе нанесения электродинамическим методом с помощью специального масс-анализатора - масс-сепаратора [23, 6]. Таким образом, технологическая установка содержит два-три масс-анализатора, масс-сепаратор, энергоанализатор и формирующую ионный поток оптику. Учитывая, что и газоанализатор, а особенно масс-анализатор для анализа твердых тел содержат специальную ионно-оптическую систему сбора ионов, то окажется, что общее количество аналитических устройств в одной установке может достигать семи-восьми.

При этом, не смотря на принципиальное различие в выполняемых функциях, в основе работы всех перечисленных устройств лежит использование особенностей движения заряженных частиц в электрических полях, создаваемых соответствующими электродными системами (магнитные поля для этих целей практически не используются). Пригодность того или иного поля для целей энергетического или масс-анализа характеризуется дисперсией поля по энергиям и массам, или правильней, удельным зарядам. Статическое электрическое поле обладает дисперсией по энергиям, отсюда следует, что дисперсия по массам у такого поля отсутствует. Однако, динамические электрические поля, создаваемые определенными электродными системами, уже обладают дисперсией по массам, и, что важно, эти же электродные системы в статическом режиме питания могут создавать электрические поля, способные осуществлять разделение заряженных частиц по энергиям.

Отсюда следует важная задача, которая решается в данной диссертационной работе, выбора таких электродных систем, способных создавать динамические и статические электрические поля, обладающие высокими удельными дисперсиями по энергиям и по массам, которые можно использовать в качестве эффективных энерго-, масс-анализаторов и систем формирования потоков заряженных частиц. Решение этой задачи открыло бы широкие перспективы унификации электродных систем, используемых в аналитическом приборостроении, и более того, создания многофункциональных устройств для комплексного анализа вещества на одной электродной системе, когда переход от одного метода анализа к другому осуществляется только изменением режима питания полеобра-зующих электродов. Все это позволило бы значительно упростить и удешевить производство соответствующей аппаратуры анализа и технологических установок и, что весьма важно, повысить их надежность в работе.

Анализ литературных данных [24-37] показывает, что наиболее полно перечисленным выше требованиям удовлетворяют гиперболоид-ные электродные системы, которые давно и с успехом используются при создании гиперболоидных масс-анализаторов различного типа: квадру-польного [36] и монопольного [37] фильтров масс, осесимметричной [31, 34, 35] и эллиптической [33] ионных ловушек, которые нашли широкое применение в научных исследованиях [30], для контроля технологических процессов [28], в экологии [35]. Особенно перспективно их применение в космических исследованиях [29]. В таких масс-анализаторах создается квадратичное распределение потенциала вида [34]: д?(х,у,г) = у/(Т)(к\Х2 + к2у2 +къг2 + пхх+ п2у + пъг + п4), где у/(Т) - есть некоторая периодическая функция.

Уравнения движения заряженных частиц в таком поле описываются в общем случае дифференциальными уравнениями Хилла [38]: х+ — у/(Т)(2кхх+ пг) = 0, т у+-у/(Т){1к2х+п2)= 0, т е — у/{Т)(2къх+пъ) = 0. т

Значения постоянных коэффициентов кг и определяют типа анализатора масс, т.е. форму полеобразующих электродов электродной системы. Если функция у/{Т) является гармонической функцией вида у/{Т) = и= + со^Ш, где и= и их - постоянная и амплитуда переменной составляющей с частотой со соответственно, то уравнения Хилла переходят в уравнения Матье [38], которые для осесимметричной ионной ловушки имеют вид [31]:

Зс + х(а - 2д соз27) = 0, у + у(а - 2^соб2Т) = 0, г - 2г(а - 2д соб27) = 0, где а и д есть некоторые параметры стабильности; га и ¿4 - характерные

При определенных значениях а и д частица с заданным удельным зарядом оказывается захваченной высокочастотным полем и локализованной внутри рабочего объема масс-анализатора сколь угодно долго, или другими словами, является стабильной. Остальные заряженные частицы, имеющие другие значения удельных зарядов, а следовательно и величины йид, будут нестабильными, т.е. амплитуда колебаний при их движении будет непрерывно возрастать во времени и они уйдут на поле-образующие электроды. Регистрируя количество стабильных частиц с определенным удельным зарядом и изменяя условия движения заряженных частиц в анализаторе таким образом, чтобы последовательно удерживать частицы с различными удельными зарядами, можно провести массовый анализ исследуемых заряженных частиц.

Если теперь заменить периодическую функцию у/(Т) в распределении потенциала функцией (//о, не зависящей от времени, то движение заряженных частиц будет происходить в статическом гиперболическом поле, которое обладает дисперсией по энергиям и в зависимости от знака заряженной частицы может оказывать на нее фокусирующее или расфокусирующее действие. Уравнения движения заряженных частиц в статическом поле гиперболоидной электродной системы будут иметь вид:

Вопрос исследования движения заряженных частиц в статических гиперболических полях с целью их применения для энергоанализа осверазмеры ионной ловушки; а =-----------—у; д = т(га + 2с1а )а>

8 еи. 4 т(га +2С12а)0?2 " щен в литературе недостаточно. Имеется лишь работа [39], в которой исследуется фокусировка заряженных частиц плоским гиперболическим полем, и работы [40-41], в которых исследуются фокусировка заряженных частиц осесимметричным гиперболическим полем. Последние работы особенно интересны, поскольку именно трехмерные гиперболоидные электродные системы наиболее перспективны как масс-анализаторы и для научных исследований [34, 35], и для технологических целей [28]. Исследование вопроса создания на таких электродных системах эффективных энергоанализаторов заряженных частиц позволило бы решить задачу унификации электродных систем аналитических устройств, используемых для контроля технологических процессов, создания передвижных аналитических лабораторий для экологических и космических исследований.

Гиперболоидные электродные системы представляют также значительный интерес и как элементы фокусирующих систем [42], устройств формирования и транспортировки потоков заряженных частиц с заданными параметрами, так как обладают широкими входной и выходной апертурами, позволяют аналитически описать поле в рабочем объеме такой линзы.

Создание аналитической аппаратуры для технологического контроля и передвижных лабораторий, включая космические станции, налагает на их конструкцию очень жесткие требования по габаритам, массе, энергопотреблению, механической прочности, устойчивости к тепловым воздействиям достаточно высокие аналитические параметры.

Вопросы конструирования гиперболоидных электродных систем для создания аппаратуры, работающей в экстремальных условиях, в литературе не освещались. Очевидно, что создание таких конструкций электродных систем потребует и разработки принципиально новой технологии их изготовления, а обеспечения заданного срока службы потребует - разработки принципиально новой технологии создания эффективных покрытий рабочих поверхностей электродов.

Основные типы электродных систем, нашедших применение для создания известных энергоанализаторов заряженных частиц и соответствующих устройств анализа, представляют собой анализаторы типа цилиндрического, сферического зеркал, бездисперсионные анализаторы с тормозящим потенциалом [43-46]. Путь создания анализатором масс на таких электродных системах не является перспективным. Так например, использование цилиндрической ловушки в качестве масс-анализатора не позволило получить разрешение по массам более 50, а оптимизация параметров такого устройства сопряжена с большими трудностями вычислительного характера [47]. Масс-анализаторы, использующие для создания рабочего поля электродные системы существующих энергоанализаторов, в литературе не описаны.

Таким образом, потребности аналитического приборостроения в многофункциональных датчиках контроля технологических процессов производства изделий электронной техники, необходимость малогабаритных аналитических устройств для космических и экологических исследований, делают задачу создания эффективных энерго- масс-анализаторов и устройств формирования потоков заряженных частиц с большим сроком службы на единой элементной базе, в качестве которой могут выступать гиперболоидные электродные системы, весьма актуальной.

СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ,

ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

Целью данной работы является создание на основе технологии электролитического формования тонкостенных унифицированных многофункциональных гиперболоидных электродных систем (ГЭС),

- обладающих малыми массой и габаритами, устойчивостью к механическим и тепловым воздействиям;

- формирующих электрические поля, наиболее точно соответствующие идеальным гиперболическим;

- и позволяющих создавать на их основе эффективные масс-анализаторы, энергоанализаторы и системы формирования потоков заряженных частиц, предназначенные для работы в космических исследованиях, в производстве изделий электронной техники и при контроле загрязнений окружающей среды.

Достижение этой цель связано:

- с теоретическим обоснованием возможности создания новых конфигураций ГЭС, позволяющих расширить их функциональные возможности и области применения;

- с теоретическим и экспериментальным обоснованием принципов конструирования легких высокоточных трехмерных и линейных ГЭС, устойчивых к механическим и тепловым воздействиям;

- с теоретическим и экспериментальным обоснованием возможности практически полного вывода ионизирующего электронного потока из рабочего объема трехмерной ГЭС и с созданием на их основе масс-анализаторов типа трехмерной ловушки с высокой стабильностью аналитических параметров и сроком службы;

- с теоретическим и экспериментальным обоснованием возможности уменьшения влияния краевых полей на аналитические характеристики квадрупольных масс-анализаторов;

- с теоретическим и экспериментальным обоснованием возможности создания секционных квадрупольных ГЭС и исследованием влияния несоосности на аналитические параметры масс-анализаторов на их основе;

- с теоретическими и экспериментальными исследованиями особенностей одномерной сортировки в гиперболоидных массанализаторах и созданием принципиально новых ГЭС для его реализации конструктивным путем (трехмерных ГЭС с конусным торцевым электродом, монопольных ГЭС с гиперболическим уголковым электродом);

- с теоретическим и экспериментальным обоснованием возможности создания эффективных энергоанализаторов и систем формирования потоков заряженных частиц на трехмерных осесимметричных ГЭС, с разработкой методов инженерного расчета таких систем и принципов их конструирования;

- с разработкой безъюстировочной технологии изготовления с высокой точностью сложнопрофильных ГЭС различного функционального назначения методом электролитического формования и созданием защитного покрытия, обеспечивающего заданный срок службы аналитических устройств.

Решение этих задач и определило структуру данной диссертационной работы.

В первой главе диссертационной работы вводится общее понятие гиперболоидных электродных систем (ГЭС), дается краткая историческая справка применения ГЭС в современных электронно-оптических и ионно-оптических системах (масс-анализаторах, энергоанализаторах и системах фокусировки потоков заряженных частиц), рассматривается общее распределение потенциала в рабочем объеме ГЭС, и основные типы гиперболоидных электродных систем, как трехмерных, так и линейных, формулируются принципы оптимального конструирования ГЭС, позволяющие их использовать для создания эффективных аналитических устройств, способных работать в условиях повышенных механических и тепловых нагрузок на передвижных объектах.

Результаты исследований, проведенных в первой главе, позволили предложить новые конфигурации гиперболоидных электродных систем (трехмерные трехэлектродные ГЭС, один или два гиперболических торцевых электрода заменяются соответствующими асимптотическими поверхностями; трехмерные осесимметричные двухэлектродные ГЭС, образованные двумя кольцевыми и торцевыми электродами; линейные ГЭС монопольного и трипольного типов), которые позволяют их использовать в современных ЭОИ и ИОС.

Вторая глава посвящена вопросам исследования гиперболоидных электродных систем масс-анализаторов типа трехмерной ловушки. При этом решаются задачи оптимального выбора геометрии граничных областей; оптимального выбора геометрии ввода ионизирующего электронного потока; оптимального выбора геометрии каналов для ввода и вывода заряженных частиц и исследование эффектов, связанных с прохождением потоков заряженных частиц через каналы в электродах ГЭС; создания эффективных источников электронов, обеспечивающих оптимальный ввод и вывод электронов в анализатор. Для расширения функциональных возможностей и областей применения масс-анализаторов типа трехмерной ловушки необходимо решить задачу устойчивости трехмерных ГЭС к температурным воздействиям и создания ударо- и вибропрочной конструкции трехмерных ГЭС.

По результатам второй главы на защиту выносится следующее научное положение:

1. Для улучшения качества поля и увеличения срока службы масс-анализаторов типа трехмерной ловушки конструктивным путем и выбором электрического режима его работы необходимо обеспечить условия для полного вывода ионизирующего электронного потока из ее рабочего объема, для этого энергия электронов должна соответствовать разности потенциалов, подаваемых на электроды анализатора, а в полеобразую-щих электродах ГЭС необходимо выполнять специальные отверстия. При радиальном вводе электронов это отверстие необходимо выполнять в виде сплошного кольцевого канала с отношением продольного и поперечного размеров не менее Зн-5, одновременно выполняя компенсирующие каналы в торцовых электродах, обеспечивая при этом равенство поверхностных зарядов на кольцевом и торцовых электродах.

Третья глава диссертационной работы посвящена разработке и экспериментальному исследованию тонкостенных, устойчивых к механическим и тепловым воздействиям квадрупольных электродных систем с гиперболическими полеобразующими электродами, предназначенными для создания эффективных масс-анализаторов. При этом решаются задачи оценки качества полей, формируемых квадрупольными ГЭС, и влияния на них технологических погрешностей; выбора и оптимизации геометрии квадрупольных ГЭС, уменьшения влияния краевых полей, создания моноблочной конструкции квадрупольной ГЭС.

По результатам исследований, проведенных во второй и третьей главах, на защиту выносятся следующие научные положения:

2. Выполнение трехмерных и квадрупольных ГЭС в виде тонкостенных с толщиной стенок 0,7-й,5 мм моноблоков позволяет значительно уменьшить их массу, обеспечить устойчивость к вибрационным и ударным нагрузкам величиной до 150-^200 g, и расширить диапазон рабочих температур до 200-Г-250 °С без ухудшения аналитических характеристик устройств, созданных на их основе.

3. Использование гиперболических электродов в квадрупольных ГЭС увеличивает устойчивость гиперболического поля к технологическим погрешностям. Протяженные ГЭС необходимо выполнять из коротких, отдельных квадрупольных секций-моноблоков. Введение небольшой, до 10°, угловой несоосности между отдельными секциями позволяет увеличить разрешение в 2 раза и чувствительность в 1004-1000 раз такого квадрупольного масс-анализатора, а использование плоских или профилированных входных и выходных диафрагм, помещенных внутрь электродной системы, позволяет дополнительно увеличить его разрешение и чувствительность в 2-ьЗ раза за счет уменьшения влияния краевых полей.

В четвертой главе рассматриваются вопросы одномерной сортировки в гиперболоидных масс-анализаторах и гиперболоидные электродные системы для ее реализации. При этом решаются задачи поиска новых способов осуществления одномерной сортировки в гиперболоидных масс-анализаторах за счет выбора электрического режима их работы; создания новых конфигураций ГЭС, как линейных, так и трехмерных, позволяющих реализовать режим одномерной сортировки в ГМА конструктивным путем; оптимизации геометрии ввода ионов в анализатор монопольного масс-анализатора с целью уменьшения влияния краевого поля и повышения эффективности масс-анализа; создание тонкостенных конструкций ГМА с одномерной сортировкой, устойчивых к внешним воздействиям.

По результатам четвертой главы на защиту выносятся следующие научные положения:

4. Использование в монопольном масс-анализаторе уголкового электрода с гиперболическим профилем позволяет улучшить форму массового пика, увеличить разрешение в 3-4 раза, чувствительность в 10 раз и получить относительную чувствительность до 10'5; дополнительно увеличить разрешение можно, смещая канал для ввода ионов к стержневому электроду масс-анализатора.

5. Замена одного из гиперболических торцевых электродов осе-симметричной ГЭС конусным электродом, поверхность которого образована асимптотами гиперболических электродов, позволяет создать масс-анализатор типа трехмерной ловушки с одномерной сортировкой и обеспечить постоянство его разрешения в широком диапазоне значений тангенса угла наклона рабочей прямой, тем самым снизить требования к стабильности питающих напряжений.

6. Модуляционные параметрические резонансы перспективно использовать для целенаправленного изменения конфигурации общих зон стабильности гиперболоидных масс-анализаторов: так, модуляция амплитуды импульсного сигнала, питающего электроды ГЭС, модифицирует первую зону стабильности в набор узких полос стабильности, позволяющих реализовать в гиперболоидных масс-анализаторах режим одномерной высокоэффективной сортировки.

Пятая глава диссертационной работы посвящена вопросам исследования возможности создания эффективных энергоанализаторов и систем формирования потоков заряженных частиц на гиперболоидных электродных системах и их экспериментального обследования. При этом решаются следующие основные задачи:

- теоретического обоснования возможности создания эффективных энергоанализаторов и систем формирования потоков заряженных частиц на гиперболоидных осесимметричных электродных системах; разработки методов инженерного расчета таких энергоанализаторов и систем формирования; разработки принципов оптимального конструирования таких энергоанализаторов и систем формирования и создания экспериментальных образцов гиперболоидных энергоанализаторов с различной геометрией и их экспериментальное обследование; разработки и создания экспериментальных образцов систем формирования на гиперболоидных осесимметричных электродных системах для твердотельной масс-спектрометрии и газоанализаторов и их экспериментальное обследование.

По результатам пятой главы на защиту выносится следующее научное положение:

7. Использование осесимметричных гиперболоидных электродных систем для создания энергоанализаторов и систем формирования потоков заряженных частиц позволяет получить на таких устройствах светосилу до 30-^-40 % при разрешении по энергии 100 и в широких пределах изменять геометрию потока частицы на выходе (диаметр, угол схождения).

Шестая глава посвящена разработке высокоточной безъюстиро-вочной серийноспособной технологии изготовления методом электролитического формования тонкостенных, вибро- и ударопрочных гипербо-лоидных электродных систем для масс-анализаторов, энергоанализаторов и систем формирования потоков заряженных частиц с большим сроком службы. При разработке технологии электролитического формования сложнопрофильных ГЭС решались следующие задачи:

- создания высокоточной, с малыми допусками на размеры, разрушаемой формы;

- создания высокоточной, с малыми допусками на размеры, нераз-рушаемой формы;

- создания комбинированных форм для формования сложнопрофильных электродных систем;

- выбора материала осаждения для электролитического формования;

- выбора электрического режима и геометрии электролитического осаждения для получения однородного по толщине и механическим свойствам осадка;

- разработка технологии очистки изготовленных сложнопрофильных ГЭС.

Для обеспечения заданного срок службы изготовленных электродных систем :

- были проведены исследования процессов на рабочих поверхностях ГЭС под действием бомбардировки медленными электронами;

- разработана технология создания на рабочих поверхностях ГЭС «самоочищающегося» покрытия из легкоплавкого металла.

По результатам исследований, проведенных в шестой главе, на защиту выносится следующее научное положение:

8. Использование технологии электролитического формования позволяет изготавливать с высокой точностью, до 3-^5 мкм, сложнопро

24 фильные тонкостенные гиперболондные электродные системы различных конструкций, геометрии и функционального назначения, обладающих малой массой и устойчивостью к механическим и тепловым воздействиям; создание на рабочих поверхностях полеобразующих электродов ГЭС легкоплавкого защитного покрытия с дополнительным промежуточным слоем позволяет увеличить срок службы аналитических устройств на их основе более чем в 100 раз и довести его до (54-8)-103 часов.

В седьмой главе приведены результаты использования разработанных сложнопрофильных гиперболоидных систем, технологии их изготовления методом электролитического формования и получения «самоочищающегося» защитного покрытия для создания опытных образцов масс-анализаторов, энергоанализаторов и систем формирования, внедренных на ряде предприятий страны.

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Теоретически и экспериментально показана возможность практически полного вывода ионизирующего электронного потока из рабочего объема масс-анализатора типа трехмерной ловушки. Полученные соответствующие аналитические выражения с учетом поперечных тепловых скоростей потока электронов и положения его фокуса позволяют выбирать электрический режим работы масс-анализатора (энергия электронов, разность потенциалов между концевым и торцевыми электродами), обеспечивающий стабильность его параметров в течение длительного времени.

2. Теоретически и экспериментально показано, что предложенные моноблочные конструкции трехмерных и линейных ГЭС при тепловом расширении практически сохраняют гиперболический профиль полеобразующих электродов, увеличивая только свой характерный геометрический параметр - «радиус поля», не нарушая при этом качества формируемого поля, что экспериментально проявляется в линейной зависимости сдвига массового пика с изменением температуры.

3. Расчетным и экспериментальным путем показано преимущество использования гиперболических стержневых электродов в квадрупольной и монопольной ГЭС перед цилиндрическими. Гиперболические электроды обеспечивают формирование электрического поля не только более близкого к идеальному, гиперболическому, но и поле, более устойчивое к технологическим погрешностям, которые возникают при изготовлении и сборке электродной системы.

4. Теоретически и экспериментально обоснована геометрия входной и выходной областей (положение, форма и размер диафрагмы), квадрупольного масс-анализатора, позволяющая уменьшить влияние краевого поля анализатора на условия сортировки заряженных частиц.

5. Численным моделированием и экспериментально показана перспективность секционной конструкции квадрупольной ГЭС, причем введение небольшой, до 10°, осевой несоосности между отдельными секциями значительно (в ЮСЫ ООО раз) увеличивает чувствительность квадрупольного масс-анализатора в области малых входных энергий ионов.

6. Экспериментально показана возможность создания тонкостенных моноблочных конструкций трехмерных и линейных ГЭС, обладающих повышенной устойчивостью к механическим воздействиям (ударным и вибрационным).

7. Теоретически и экспериментально показано, что модуляционные параметрические резонансы можно использовать для целенаправленного

-вменения конфигурации общих зон стабильности гиперболоидных масс-шализаторов, при этом зоны стабильности модифицируются в набор /зких зон стабильности, позволяющих реализовать в масс-анализаторах эежим одномерной высокоэффективной сортировки.

8. Расчетным и экспериментальным путем показано, что использование в монопольном масс-анализаторе гиперболического /толкового электрода позволяет улучшить форму массового пика, /величить разрешение по массам и добротность, уменьшить влияние отраженных ионов на аналитические характеристики монополя. Исполнительное увеличение разрешения по массам в монополе может быть толучено вводом ионов вблизи стержневого электрода.

9. Теоретически и экспериментально показана возможность осуществления конструктивным путем режима одномерной сортировки в масс-анализаторе типа трехмерной ловушки путем замены одного гиперболического торцевого электрода конусным электродом, совпадающим с асимптотической поверхностью и имеющим потенциал центра гиперболоидной электродной системы.

10. Разработаны основы теории работы гиперболоидных эсесимметричных энергоанализаторов и систем формирования потоков заряженных частиц и предложены их различные ионно-оптические схемы, позволяющие получать светосильные приборы с требуемыми геометрическими характеристиками потоков частиц на их выходе (диаметр, угол схождения). Для оптимизации параметров таких устройств веден параметр эффективности, определяемый произведением разрешения на квадрат светосилы. Предложены конструкции различных пиков энергоанализаторов и систем формирования, проведено их экспериментальное обследование.

11. Предложена, разработана и реализована при изготовлении сложнопрофильных ГЭС различной геометрии и функционального назначения безъюстировочная, серийноспособная технология электролитического формования, позволившая создать легкие, прочные электродные системы, устойчивые к тепловым и механическим воздействиям.

12. Предложена технология создания двухслойного защитного покрытия рабочий поверхностей ГЭС на основе легкоплавкого металла, позволяющая значительно увеличить срок службы аналитических устройств и довести его до (5-7-8)103 часов.

13. На базе проведенных исследований в ряде организаций и в РГРТА были проведены научно-исследовательские опытно-конструукторские работы, напрвленные на создание различных аналитических устройств (масс анализаторов, энергоанализаторов, систем формирования потоков заряженных частиц) на основе разработанных гиперболоидных электродных систем, как трехмерных, так и линейных. Были созданы и в настоящее время используются для промышленных и научных целей:

- гиперболоидный масс-спектрометр типа трехмерной ловушки «Малахит-В» для космических исследований по проекту «Венера - комета Галлея»;

- гиперболоидный масс-спектрометр типа трехмерной ловушки «Зонд» для исследования собственной внешней атмосферы космической станции «Мир»;

- гиперболоидный масс-спектрометр типа трехмерной ловушки «Тула» для работы в условиях повышенных температур и давлений в составе передвижных химических лабораторий для контроля загрязнений окружающей среды;

- гиперболоидный масс-спектрометр типа трехмерной ловушки «ГЕОХИ» для проведения газового анализа в космических условиях и для контроля загрязнений при заборе проб из воздуха;

- квадрупольный фильтра масс в рамках программы «Марс-96»;

- монопольный масс-анализатор по программе «Луна-ГЛОБ»;

484

- монопольный масс-анализатор по программе «Фобос-Грунт»;

- времяпролетнй масс-спектрометр с лазерным источником ионов для шализа поверхности твердых тел;

- квадрупольный масс-спектрометр для контроля технологических процессов методом МСВИ.

Разработанные гиперболоидные электродные системы и созданные ж их основе масс-анализаторы, энергоанализаторы и системы формирования, а также технология их изготовления и создания защитного локрытия не имеют зарубежных аналогов; оригинальность и новизна созданных приборов подтверждается авторскими свидетельствами, татентами РФ и Франции, публикациями в отечественных и зарубежных изданиях.

В заключении автор выражает глубокую благодарность своему научному консультанту профессору Шеретову Э.П. за многолетнее внимание, поддержку, помощь в работе и обсуждении полученных результатов.

Автор считает своим приятным долгом выразить благодарность сотрудникам и коллегам лаборатории масс-спектрометрии кафедры общей и экспериментальной физики РГРТА, без помощи и непосредственного участия которых эта работа не была бы выполнена.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными итогами диссертационной работы является обобщение теоретических и конструкторско-технологических подходов к конструированию электродных систем для аналитических устройств и решение научной проблемы создания на основе технологии электролитического формования тонкостенных унифицированных многофункциональных гиперболоидных электродных систем (ГЭС),

- обладающих малыми массой и габаритами, устойчивостью к механическим и тепловым воздействиям;

- формирующих электрические поля, наиболее точно соответствующие идеальным гиперболическим;

- и позволяющих создавать на их основе эффективные масс-анализаторы, энергоанализаторы и системы формирования потоков заряженных частиц, предназначенные для работы в космических исследованиях, в производстве изделий электронной техники и при контроле загрязнений окружающей среды, использование результатов которой вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса и имеет важное значение для народного хозяйства страны.

1. Черепин В.Т., Васильев М.А. Методы и приборы для анализа юверхности материалов. Справочник. Киев: Наукова думка, 1982. 400 с.

2. Методы анализа поверхностей. Под ред. А.Зандерны. М.: Мир, .979. 582 с.

3. Масс-спектрометрический метод определения следов. Под ред. УГ.С.Чупахина. М.: Мир, 1975. 465 с.

4. Сысоев А.А., Чупахин М.С. Введение в масс-спектрометрию. М.: \томиздат, 1977. 304 с.

5. Рафальсон А.Э., Шерешевский A.M. Масс-спектрометрические триборы. М.: Атомиздат, 1968. 243 с.

6. Сысоев А.А. Физика и техника масс-спектрометрических приборов 4 электромагнитных установок М.: Энергоатомиздат, 1983. 256 с.

7. Todd J.F.J. Instrumentations in mass spectrometry //Advances in mass spectrometry. 1986. P. 35-70.

8. Burlingame A.L., Dell A., Russel D.H. Mass spectrometry //Anal. Chem., 1982. 54. №5. P. 363-405.

9. Mass spectrometry Advances, 1982 //Int. J. Mass Spectrometry and Ion Phys. 1983. 46. Part В, C, D. P. 1-544.

10. Барнард Дж. Современная масс-спектрометрия. Пер. с англ. под ред. В.Н.Кондратьева. М.: ИН, 1967. 415 с.

11. Бейнон Дж. Масс-спектрометрия и ее применение в органической химии. Пер. с англ. под ред. А.А.Петрова. М.: Мир, 1964. 701 с.

12. Зигбан К., Нордлинг К. и др. Электронная спектроскопия. М.: Мир, 1971.493 с.

13. Электронно-зондовый микроанализ. Под ред. И.Б.Боровского. М.: Мир, 1974. 264 с.

14. Гомоюнова М.В. Электронная спектроскопия поверхности вердого тела /Успехи физических наук, 1982. № 1. С. 105-148.

15. Helms C.R. A review of surface spectroscopies for semiconductor haracterization /J. Vac. Sci. and Technol. 1982. 20. № 4. P. 948-952.

16. Дорожкин А.А., Петров H.H. Эмиссия оже-электронов при юнном возбуждении и ее применение для анализа поверхности /Итоги гауки и техники: ВИНИТИ «Электроника, 1982. 14. С. 134-173.

17. Nelson Gerald С. LOW-energy ion beam systems for surface analytical md structural studies /Bristol-London, 1980.

18. Козлов И.Г. Современные проблемы электронной спектроскопии. М: Атомиздат., 1978. 248 с.

19. Михеева Е.В., Протопопов О.Д. Методы электронной и ионной спектроскопии/Электронная промышленность, 1982. № 10-11. С, 10-15.

20. Пролейко В.М. Перспективы развития аналитического приборостроения/Электронная промышленность, 1982. № 10-11. С. 3-7.

21. Кирай П., Шютте Н. и др. Эксперимент АЭГ-Ф-Д (комплекс ЭСТЕР). Изучение функций распределения ионов и электронов по энергиям и направлениям в проекте «Фобос» //Аппаратура и методы исследования космического пространства. 1989. С. 43-53.

22. Зенкин В.А., Могильченко Г.А., Пустынкин Б.А., Спиридонов Ю.С. Установка для комплексных исследований поверхности твердого тела/Электронная промышленность, 1982. № 10-11. С. 53-57.

23. Денисов А.Г., Закурдаев И.В., Селиванов В.В., Старченков А.Ю., Черняк Е.Я. Установка осаждения тонкопленочных структур из низкоэнергетических ионных пучков /Электронная промышленность, 1982. № 10-11. С. 58-61.

24. Слободенюк Г.И. Квадрупольные масс-спектрометры. М.: Атомиздат, 1974. 272 с.

25. Dawson P.H. Quadrupole Mass Spectrometry and its applications Amsterdam-Oxford-New York, 1976. 181.

26. Сысоев A.A. Новые достижения в разработке квадрупольных у1асс-спектрометров /Экспресс-информация: ЦНИИТЭИ приборостроения, ГС-4. В. 6. 1978. 16 с.

27. Шеретов Э.П. Гиперболоидные масс-спектрометры /Измерения, контроль, автоматизация. 1980. № 11-12. С. 29-43.

28. Денисов А.Г., Зенкин В.А. Гиперболодиные масс-спектрометры 'М.: ЦНИИ «Электроника». Обзоры по электронной технике. 7. В. 12 ;1038), 1984.72 с.

29. Dawson Р.Н., Wetten N.R. Quadrupoles, monopoles and ion traps /Res. Dev. 1969. 19(2). P. 46-49/

30. March R.E., Hughes R.J. Quadrupole Storage Mass Spectrometry /New-York: J.Willey. 1989. 450 p.

31. Зенкин В.A. Исследование особенностей разделения заряженных частиц по удельным зарядам в трехмерных квадрупольных полях и разработка трехмерного квадрупольного масс-спектрометра: Дис. . канд. техн. наук. Рязань, 1972. 178 с.

32. Колотилин Б.И. Исследование поведения заряженных частиц в высокочастотных квадрупольных полях и разработка трехмерного квадрупольного масс-спектрометра с вводом ионов: Дис. . канд. техн наук. Рязань, 1976. 224 с.

33. Сафонов М.П. Исследование сортировки заряженных частиц в высокочастотных электрических полях и разработка анализатора масс типа трехмерной ловушки с гиперболоидной электродной системой: Дис. . канд. техн. наук. Рязань, 1980. 207 с.

34. Шеретов Э.П. Основы теории, исследование и разработка гиперболоидных масс-спектрометров: Дис. . докт техн. наук. М., 1980. 398 с.

35. Колотилин Б.И. Гиперболоидные масс-спектрометры типа «трехмерная ловушка»: Дис. . докт. техн. наук. Рязань, 1997. 529 с.

36. Paul W., Steinwedel H. Ein neues Massenspectrometer ohne Magnetaeld /Z. Naterforschung, 1953. № 8a. S. 448-450.

37. U. von Zahn. Monopole Spectrometer, a new Electric Field Mass Spectrometer//Rev. Sei. Instrum. 1963. Vol. 34. P. 1-4.

38. Мак-Лахлан H.B. Теория и приложения функций Матье. М.: ИЛ, 1953. 327 с.

39. Бредов М.М. Многокаскадный электростатический энергоанализатор с совмещенной фокусировкой в двух плоскостях /ЖТФ, 1959, 29. В. 8. С. 1032-1038.

40. Зашивара В. В., Ильин A.M., Крючков В.Ф. Два случая фокусировки осесимметричного пучка заряженных частиц в электростатическом гиперболическом поле /ЖТФ, 1977, 47. В. 7. С. 15721674.

41. Овсянников Л.П., Явор С.Я. Электростатические осесимметричные энергоанализаторы заряженных частиц /ЖТФ, 1978, 48. №6. С. 1306-1308.

42. Явор С.Я. Фокусировка заряженных частиц квадрупольными линзами М.: Атомиздат, 1968. 263 с.

43. Козлов И. Г. Методы энергетического анализа электронных потоков. М.: Атомиздат, 1971. 192 с.

44. Афанасьев В.П., Явор С.Я. Электростатические энергоанализаторы//ЖТФ, 1975,45. В. 6. С. 1137-1170.

45. Афанасьев В.П., Явор С.Я. Электростатические энергоанализаторы для пучков заряженных частиц. М.: Наука, 1978. 224 с.

46. Баранова Л.А., Явор С.Я. Электростатические электронные линзы./М.: Наука, 1986. 192 с.

47. Galiuna Nassiopoulos, Möller P.A. Unilization of a simple cylindrical Ion trap as a low cost spetrometer or analyser element in an He-leak-detector //Proc. 8th Int. Vac. Congr. 1980. Paris, 1980. Vol. 2. P. 211-214.

48. Wuercer R.F., Shelton H., Langmuir R.V. //J. Appl. Phys. 30. № 3. 1969. 3. 342-358.

49. Пауль В.Г. Электромагнитные ловушки для заряженных и нейтральных частиц. Нобелевская лекция. Стокгольм, 08.12.1989 //УФН. 1990, 160. В. 12. С. 102-127.

50. Демельт X. Эксперименты с покоящейся изолированной частицей. Нобелевская лекция. Стокгольм, 08.12.1989 //УФН. 1990, 160. В. 12. С. 129139.

51. Rettinghaus V. von G. The detection of low partial pressures by means of the ion code //Z. Angew. Phys. 1967, 22 (4). P. 321-327.

52. Шеретов Э.П. Квадрупольный масс-спектрометр с электродами в виде гиперболоидов //ЖТФ. 1978. Т. 48. В. 7. С. 1360-1364.

53. Гуров B.C., Сафонов М.П., Филиппов И.В. Оптимизация геометрии анализатора гиперболоидных масс-спектрометров //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1998. С. 41-47.

54. A.c. (СССР) 951477. Датчик гиперболоидного масс-спектрометра /Шеретов Э.П., Гуров B.C. Опубл. в БИ № 30 15.08.82.

55. Гуров B.C. Энергоанализатор заряженных частиц на осесимметричной квадрупольной линзе //Электроника: Межвуз. сб. науч. трудов. В. 3. Рязань, 1976.

56. Гуров B.C. Энергоанализатор заряженных частиц //Электроника: Межвуз. сб. науч. трудов. В. 3. Рязань, 1977.

57. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Колотилин Б.И., Сафонов М.П. Перспективы использования гиперболоидных систем в масс-спектрометрии и ионной оптике //Тезисы доклада на IV Всес. конф. по масс-спектрометрии. Секц. 2. Сумы, 1986. С. 20-21.

58. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В. Гиперболоидные масс-анализаторы с одномерной сортировкой для космических исследований и охраны окружающей среды //Тезисы доклада Межд. науч.-техн. «Научные основы высоких технологий», Новосибирск, 1997. С. 63-66.

59. A.c. (СССР) 1140643. Датчик гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки /Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Сафонов М.П., Гуров B.C. Опубл. 13.07.83.

60. A.c. (СССР) 1246174. Энергоанализатор заряженных частиц /Гуров B.C., Шеретов Э.П., Саханова В.А. Опубл. в БИ № 27 23.07.86.

61. A.c. (СССР) 1140644. Датчик квадрупольного масс-спектрометра /Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Сафонов М.П., Гуров B.C. Опубл. 13.07.83.

62. A.c. (СССР) 12694778. Анализатор монопольного масс-спектрометра /Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Сафонов М.П., Гуров B.C. Опубл. 08.07.83.

63. Шеретов Э.П., Гуров B.C. Новый гиперболоидный осесимметричный масс-анализатор с одномерной сортировкой //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1993. С. 144-149.

64. Sheretov Е.Р., Gurov V.S., Dubkov M.V., Korneyeva O.V. A monopole Mass Filter with a Hyperbolic V-shaped Electrode //Rapid Communications in Mass Spectrometry 13 (1999) 1699-1702.

65. Гуров B.C., Дубков M.B., Корнеева О.В. Гиперболоидные масс-анализаторы с одномерной сортировкой для экологических исследований //Тез. докл. 2 Республ. конф. по физической электронике. Ташкент, 1999. С.151.

66. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В., Корнеева О.В. Новый монопольный масс-анализатор на гиперболоидной электродной системе //Письма в ЖТФ. Т. 26. В. 1. 2000. С. 42-44.

67. Gurov V.S., Dubkov M.V., Korneeva O.V. Three-dimensional monopole -a new ion trap mass analyser with one-dimensional ion sorting //Repid Communications in Mass Spectrometry. 14, 2000, P. 1-5.

68. Гуров B.C. Гиперболоидный осесимметричный энергоанализатор заряженных частиц с конусным торцевым электродом //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1993. С. 102-106.

69. А.с. (СССР) 1045778. Лазерно-плазменный источник ионов /Шеретов Э.П., Гуров B.C. 11.02.82.

70. А.с. (СССР) 1191981. Ионный микроанализатор /Шеретов Э.П., Зенкин В.А., Сафонов М.П., Гуров B.C., Саханова В.В. Опубл. в БИ № 42 15.11.85.

71. Sheretov Е.Р., Gurov V.S., Safonov М.Р., Philippov I.V. Hyperboliod mass spectrometers for space exploration //Int. J. Mass Spectrom. 189 (1999) 917.

72. Гуров B.C. Энергоанализаторы заряженных частиц на осесимметричных гиперболоидных системах //Тезисы доклада Межд. науч.техн. конф. «Научные основы высоких технологий», Новосибирск, 1997. С. 67-70.

73. Мамонтов Е.В. Динамический масс-спектрометр с гиперболоидным конденсатором//ПТЭ, 1999. № 1. С. 83-87.

74. Dawson Р.Н. A high-resolution focussing «dipole» mass spectrometer //Int. J. Mass Spectrom. Ion Phys. 1973, 12. P. 53-65.

75. A.c. (СССР) 801140. Квадрупольный масс-спектрометр /Дубинский И.Н., Украинский И.И., Черепин В.Т. Опубл. в БИ № 4 30.01.81.

76. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В. Гиперболоидные электродные системы для квадрупольного фильтра масс //Вестник РГРТА. В. 1. Рязань, 1996. С. 141-142.

77. A.c. (СССР) 1660075. Способ развертки спектра масс в гиперболоидном масс-спектрометра /Шеретов Э.П., Гуров B.C., Борисовский А.П. и др. Опубл. в БИ № 24 30.06.91.

78. Гуров B.C., Гилев Ю.В. Влияние угловой несоосности двух анализаторов квадрупольных фильтров масс на амплитудно-фазовые характеристики при импульсном питании //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1998. С. 78-83.

79. Дубинский И.Н., Украинский И.И., Черепин В.Т. Исследование и оптимизация новых квадрупольных полеобразующих систем для целей масс-спектрометрии. Киев: Ин.-т металлофизики АН УССР. Препринт № П. 26 с.

80. Pearce C.G., Halcall D. A qadgupole mass filter with flat electrodes //Int. J. Mass Spectrom. Ion Phys. 1978. V. 12. P. 31-41.

81. Коненков H.B., Могильченко Г.А., Силаков С.С., Шагимуратов Г.И. Квадрупольный масс-спектрометр с высокой разрешающей способностью //ПТЭ, 1990. № 2. С. 179-181.

82. А.с. (СССР) 1259887. Способ изготовления анализатора гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки /Шеретов Э.П., Гуров B.C., Евдокимова М.И. и др. 25.12.84.

83. Самодуров В.Ф., Гуров B.C., Сафонов М.П., Шеретов Э.П. и др. Анализатор гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки для космических исследований //Тезисы доклада на IV Всес. конф. по масс-спектрометрии. Секц. 8. Сумы, 1986. С. 36-37.

84. Дубков М.В. Исследование особенностей работы квадрупольного фильтра масс и разработка анализаторов с тонкостенными гиперболическими электродами: Дис. . канд. техн. наук. Рязань, 1997.

85. Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Сафонов М.П., Гуров B.C. и др. Малогабаритный гиперболоидный масс-спектрометр типа трехмерной ловушки //Вопросы атомной науки и техники. Сер. Радиационная техника. В. 1 (32), 1986. С. 18-20.

86. Сурков Ю.А., Иванова В.Ф., Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Гуров B.C. и др. Масс-спектрометр автоматической межпланетной станции «Вега-1» //ПТЭ. № 4, 1989. С. 166-170.

87. Sheretov Е.Р., Gurov V.S., Dubkov M.V. Quadrupole Mass-Analyzers in Space Research //14th International Mass Spectrometry Conference. Tampere, Finland. 1997. P. 229.

88. Sheretov E.P., Gurov V.S., Dubkov M.V. Hyperboloid electrode Systems Space Research Mass Spectrometry //Advances in Mass Spectrometry. Vol. 14. 1998. Elsevier.

89. Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Веселкин Н.В., Гуров B.C. и др. Гиперболоидный масс-спектрометр для анализа собственной внешней атмосферы космических станций //2 Межд. науч.-техн. конф. «Космонавтика, радиоэлектроника, геоинформатика». Рязань, 1998.

90. Шеретов Э.П., Зенкин В.А., Болигатов О.И. Трехмерный квадрупольный масс-спектрометр с накоплением //ПТЭ, 1971. № 1. С. 166168.

91. Гуров B.C., Филиппов И.В. Исследование процессов образования углеводородных пленок загрязнений на металлических поверхностях под действием медленных электронов //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1996. С. 23-28.

92. Гуров B.C., Дубков М.В., Филиппов И.В. Вторично-эмиссионные свойства поверхности металлов, полученных методом электролитического формования //Тезисы доклада. Всероссийский симпозиум по эмиссионной электронике, Рязань, 1996. С. 131.

93. Гуров B.C., Дубков М.В., Филиппов И.В. Исследование процессов, происходящих на поверхности металлов при облучении медленными ионами и электронами //Тезисы доклада. Всероссийский симпозиум по эмиссионной электронике, Рязань, 1996. С. 177.

94. Гуров B.C., Дубков М.В., Филиппов И.В. Исследование процессов, происходящих на поверхности металлов под действием медленных электронов //Тезисы доклада Межд. конф. «Эмиссионная электроника, новые методы и технологии», Ташкент. 1997. С. 182.

95. Расчет конструктивных элементов и исследование факторов, влияющих на срок службы датчика трехмерного квадрупольного масс-спектрометра: Отчет по НИР /РРТИ; Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Гуров B.C. и др. № гос. регистр. 72031029, Рязань. 1974. 82 с.

96. March R.E. An Introduction to Quadrupole Ion Trap Mass Spectrometry 41. Mass Spectrom. 1977, 32. P. 357-369.

97. A.c. (СССР) 999864. Датчик гиперболоидного масс-спектрометра гипа трехмерной ловушки /Шеретов Э.П., Самодуров В.Ф., Гуров B.C. Опубл. 16.02.82.

98. А.с. (СССР) 999867. Датчик гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки /Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Гуров B.C. Опубл. 16.02.82.

99. Sheretov Е.Р., Kolotilin B.I., Gurov V.S., Rozhkov O.V, Kiryushin D.V. Ion Traps with Cross-Injection of Ionizing Electron Beam //14th International Mass Spectrometry Conference. Tampere, Finland. 1997. P. 230.

100. Разработка и создание гиперболоидного масс-спектрометра для масс-спектральной аппаратуры 1С1: Отчет по НИР /РРТИ; Шеретов Э.П., Колотилин Б.И., Гуров B.C. и др. № гос. регистр. 08160002362. Рязань, 1985. 256 с.

101. Gurov V.S., Philippov I.W. Electric properties of organic polymer films which are caused by slow electrons //ICSFS-9, Copenhagen, Denmark, 1998.

102. Гуров B.C., Колотилин Б.И. Электронные источники для гиперболоидных масс-спектрометров //Тезисы доклада на IV Всес. конф. по масс-спектрометрии. Секц. 8. Сумы, 1986. С. 38-39.

103. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Овчинников С.П., Филиппов И.В. и др. Принцип построения электронно-оптических систем источников электронов для гиперболоидных анализаторов //Тезисы доклада на 9 Всес. семинаре «Методы расчета ЭОС». Ташкент, 1988. С. 96.

104. Колотилин Б.И., Овчинников С.П., Романов И.Н. Особенности работы анализатора гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки при повышенных температурах //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1995. С. 58-61.

105. Романов И.Н. Расчет деформаций электродных систем при нагревании //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1995. С. 55-57.

106. Шеретов Э.П., Сафонов М.П., Колотилин Б.И., Овчинников С.П., Гуров B.C. и др. Новый режим работы гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки //Письма в ЖТФ. Т. 15. В. 9. 1989. С. 85-87.

107. F. von Busch, Paul W. Uber nichtlineare Rezonanzen in electrische Massenfilter als Folge von Feldfehlern /Z. fur Physic, 1961. № 164. S. 588-594.

108. Проспект фирмы «Hewlett-Packard». Mass spectrometer 5980A GC/MS system.

109. Пат. 51-7069 (Япония). Квадрупольный масс-анализатор с гиперболоидными электродами /Накаси Ц., Такэхиро И. 04.03.76.

110. Пат. 1297360 (ФРГ) Verfahse zum Hersteller eines verwindugsfrein Analysistems fur ein Multipol massenfilter /Hanlein W. 29.01.70.

111. Пат. 4079254 (США). Кл. 250/292 (B01 n 59/44). Опубл. 14.03.78.

112. Слободенюк Г.И., Воронин B.C. Ивашкин В.И. Влияние нагрева датчика на параметры квадрупольного масс-спектрометра КМ-2 //ПТЭ, 1975. №3. С. 187-189.

113. Пат 4032782 (США). Temperature stable multipole massfilter and method therefor /Fies W.J., Reeher J.R., Story M.S. 08.06.77.

114. Заявка на патент 9711598 (РФ). Датчик квадрупольного фильтра масс/Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В. Приоритет от 02.10.97.

115. Заявка на патент 97115782 (РФ). Датчик квадрупольного фильтра масс /Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В. Приоритет от 29.09.97.

116. Заявка на патент 98115344 (РФ). Датчик квадрупольного фильтра масс /Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В., Гилев Ю.В. Приоритет от 19.08.98.

117. Заявка на патент 97115784 (РФ). Способ масс-спектрометрического анализа ионов в квадрупольном фильтре масс и устройство для его осуществления /Шеретов Э.П., Рожков О.В., Гуров B.C., Дубков М.В. Приоритет от 29.09.97.

118. Шеретов Э.П., Рожков О.В., Фефелов А.А. О возможности осуществления многомерного сжатия границ //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1999. С, 42-49.

119. Brubaker W.M. Mass Filter with one More Rod Electrodes Separated into a Plurality of Insulated Segments /United States Patents. № 3371204. 27.02.68.

120. Заявка на патент 97115783 (РФ). Квадрупольный масс-спектрометр /Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В. Приоритет от 29.09.97.

121. Заявка на патент 98115345 (РФ). Квадрупольный фильтр масс /Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В. Приоритет от 19.08.98.

122. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. М.: Наука, 1965. 428 с.

123. Гуров B.C., Дубков М.В. О выборе геометрии анализатора квадрупольного фильтра масс с гиперболическими электродами //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1996. С. 58-61.

124. Гуров B.C., Дубков М.В. Технология изготовления анализатора квадрупольного фильтра масс с гиперболическими электродами //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1996. С. 23-28.

125. Гуров B.C., Дубков М.В. Влияние технологических погрешностей на качество поля в анализаторе квадрупольного фильтра масс с электродами круглого сечения //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1997. С. 30-38.

126. Гуров B.C., Дубков М.В. Влияние технологических погрешностей на качество поля в анализаторе квадрупольного фильтра масс с гиперболическими электродами //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1997. С. 108-118.

127. Гуров B.C., Дубков М.В., Романов И.Н. Деформация гиперболоидной электродной системы квадрупольного фильтра масс при нагревании //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1996. С. 61-65.

128. Гуров B.C., Романов И.Н. Особенности температурного расширения электродных систем //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1998. С. 70-78.

129. Гуров B.C., Романов И.Н. Динамическая задача о деформировании сложных электродных систем при нагревании //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1999. С. 95-100.

130. Гуров B.C., Дубков М.В. Экспериментальное исследование квадрупольного фильтра масс с гиперболическими электродами //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1997. С. 143-148.

131. Sheretov Е.Р., Gurov V.S., Kolotilin B.I. Modulation parametric resonances and their influence on stability diagram structure //Int. J. Mass Spectrom. 184(1999) 207-216.

132. Гуров B.C., Дубков М.В., Корнеева О.В. Монопольный масс-аналнзатор с гиперболическим стержневым электродом //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1999. С. 26-36.

133. Гуров B.C., Дубков М.В., Корнеева О.В. Влияние отраженных ионов на форму массового пика монопольного масс-анализатора //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1999. С. 7783.

134. W. Paul, Н.Р. Reinhard, U von Zahn, Das electrische Mfssen-spectrometer und Isotopentrenner /Z. Fur Physik, 152 (1958) 143.

135. J.E. Fulford, D.-N. Hoa, R.J. Hughes, R.E. March, R.F. Bonner, G.J. Wong. Radio-frequency mass selective excitation and resonant ejection of ions in a three-dimensional quadrupole ion trap /J. Vac. Sci. Technol., 17(4) (1980) 829-835.

136. R.A. Armitage, J.E. Fulford, D.-N. Hoa, R.J. Hughes, R.E. March. The application of resonant ion ejection to quadrupole ion storage mass spectrometry: a study of ion/moleculare reactions in the QUISTOR. Can. J. Chem., 57 (1979) 21082113.

137. J.E.P. Syka, W.J. Fies, Jr., Quadrupole Mass Specrometer and the Method of Operation there of. EP 0262928 A2, 1988.

138. J.B. Hudson, R.L. Watters. The Monopole A New Instrument for Measuring Partial Pressures //IEEE Transactions on Instrum. And Measur. 1965, V. 15, №3. P. 94-98.

139. M.A. Richardt. Mise an point d'une jauge a pressions partielles tupe monopole //Le Vide, V. 22, 1967. P. 272-276.

140. Багров H.H., Фурманский А.Г., Гусляков. Радиочастотный однополярный масс-спектрометр//ПТЭ, 1969. №4. С. 136-138.

141. Шкурдода В.Ф., Самоброд В.В., Андрусенко А.А., Доля В.Н. Серийный монополярный масс-спектрометр типа МХ-7301 //Приборы и системы управления. 1972, № 6. С. 92-94.

142. Анишкевич H.H., Белозеров A.B., Гребенщиков O.A., Наумов B.B. //Автоматизация серийных монопольных масс-спектрометров типа МХ-7304, МС-7201 //Управл. системы и машины. 1994, № 1-2. С. 80-83.

143. А.с (СССР) 433917 Анализатор монопольного масс-спектрометра /Тесленко В.Х., Багров H.H., Моталова Н.И. Опубл. В БИ № 24 30.06.74.

144. A.c. (СССР) Монопольный масс-анализатор/ Черепин В.Т., Дубинский И.Н, Украинский И.И. Опубл. В БИ № 12 30.03.81.

145. Lever R.F. Computation of Ion Trajectories in the Monopole Mass Spectrometer by Numerical Intagration of Mathieu's Equation //IBM J. Res. And Develop. 1966, V. 10(1). P. 26-40.

146. Гуров B.C., Дубков М.В. О выборе материала неразрушаемой формы для электролитического формования сложнопрофильных электродных систем //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1997. С. 156-158.

147. Гуров B.C., Дубков М.В. Выбор и исследование свойств материалов разрушаемой формы для электролитического формования сложнопрофильных электродных систем //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1997. С. 76-84.

148. Шеретов Э.П. Новый вид сигнала для питания гиперболоидных масс-спектрометров //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1996. С. 41-52.

149. Лазарев В.И., Марьин Б.В., Тельцов М.В., Шилова В.В. Спектрометр электронов и протонов низких энергий на ИСЗ «Молния-1» /Геомагнетизм и астрономия, 1973. Т. 13. № 5. С. 807.

150. Козлов И.Г., Терпигорьев В.Г., Кузнецов H.H. Исследование термоэмиссионных характеристик вдоль поверхностей катодов //ПТЭ, 1969. № 1. С. 192-194.

151. Афанасьев В.П., Явор С.Я. Светосильный энергоанализатор с двойной фокусировкой //Письма в ЖТФ, 1975. Т. 1. В. 17. С. 228-230.

152. Горелик В.А., Машинский Ю.П., Протопопов О.Д., Шапиро A.A. Выбор конструкции цилиндрического энергетического анализатора и численный анализ аппаратурных искажений оже-спектров //Изв. АН СССР. Сер. физическая, 1976. Т. 40. № 12. С. 2633-2636.

153. Афанасьев В.П., Явор С.Я. О возможности увеличения светимости энергоанализаторов за счет оптимизации входных параметров пучка //ЖТЫ, 1975. Т. 45. В. 3. С. 471-480.

154. Шеретов Э.П., Гуров B.C. О выборе параметра, определяющего эффективность работы гиперболоидных осесимметричных энергоанализаторов //ЖТФ. Т. 55. № 8, 1985. С. 1632-1635.

155. Шеретов Э.П., Сафонов М.П., Гуров B.C. Энергоанализатор заряженных частиц на гиперболоидной осесимметричной линзе с возвратом частиц//ЖТФ. Т. 57. В. 6. 1987. С. 1185-1188.

156. Гуров B.C. Гиперболоидные осесимметричные энергоанализаторы. Ч. I //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1995. С. 109-123.

157. Гуров B.C. Гиперболоидные осесимметричные энергоанализаторы. Ч. II //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань. 1995. С. 124-139.

158. Гуров B.C. Гиперболоидные осесимметричные энергоанализаторы. Ч. III //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1995. С. 140-146.

159. Гуров B.C., Дубков М.В., Корнеева O.B. Особенности диаграммы стабильности осесимметричного гиперболоидного масс-анализатора с одномерной сортировкой //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1998. С. 118-123.

160. Гуров B.C., Саханова В.А. Определение энергетического спектра частиц с помощью гиперболоидного осесимметричного энергоанализатора //Вакуумная и газоразрядная электроника: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1984. С. 109-111.

161. Гуров B.C., Саханова В.А. Влияние геометрии электродной системы гиперболоидной осесимметричной линзы на параметры энергоанализаторов //Вакуумная и газоразрядная электроника: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1984. С. 107-108.

162. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Сафонов М.П. Методика и результаты расчетов системы энергоанализа потоков заряженных частиц на гиперболоидных осесимметричных линзах //Тезисы доклада на 8 Всес. семинаре «Методы расчета ЭОС». JL, 1985. С. 72.

163. Гуров B.C., Головин O.A. Малогабаритный анализатор для комплексного анализа вещества //Методы и аппаратура анализа вещества для космических исследований: Межвуз. сб. Рязань, 1986. С. 53-56.

164. Гуров B.C. Масс-спектрометрический анализ твердых тел на времяпролетном масс-спектрометра с лазерным источником ионов

165. Вакуумная и газоразрядная электроника: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1981. С. 84-86.

166. Гуров B.C. Послойный анализ твердых веществ на масс-спектрометре с лазерным источником //Вакуумная и газоразрядная электроника: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1982. С. 80-83.

167. Гуров B.C. Динамический масс-спектрометр с лазерным источником ионов /Тезисы доклада на III конф. по масс-спектрометрии. Д., 1981.С. 177.

168. A.c. (СССР) 1064795. Устройство для получения ионного тока /Шеретов Э.П., Гуров B.C. Опубл. 19.02.82.

169. Исследование возможности создания и разработка макета установки для послойного анализа контактных поверхностей герконов: Отчет по НИР / Рязан. радиотехн. ин-т; Шеретов Э.П.Долотилин Б.И., Гуров B.C. и др. № гос. регистр. У390022. Рязань, 1980. 106 с.

170. Гуров B.C. Экспериментальное исследование ионно-оптической системы лазерно-плазменного источника ионов //Вакуумная и плазменная электроника: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1982. С. 134-137.

171. Гуров B.C., Сафонов М.П., Саханова В.А. Расчет светосильной ионно-оптической системы сбора и формирования ионных потоков для ВИМС //Тезисы доклада на 8 Всес. семинаре «Методы расчета ЭОС». JI., 1985. С. 56.

172. Гуров B.C., Дубков М.В. Гиперболоидные системы фокусировки и транспортировки пучков заряженных частиц для вторично-ионной и вторично-электронной спектроскопии //Тезисы доклада. Всероссийский симпозиум по эмиссионной электронике, Рязань, 1996. С. 181.

173. Гуров B.C., Дубков М.В, Корнеева О.В. Расчет формы массового пика на выходе осесимметричного гиперболоидного масс-анализатора с одномерной сортировкой //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1998. С. 23-26.

174. Гуров B.C., Кирюшин Д.В. Влияние ион-молекулярных столкновений на параметры квадрупольного фильтра масс //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1998. С. 66-69.

175. Исследование возможности создания эффективной системы сбора ионов на гиперболоидной линзе для ВИМС: Отчет по НИР /Рязан. радиотехн. ин-т. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Колотилин Б.И., Сафонов М.П. и др. № гос. регистр. У01451/3002451. Рязань, 1985. 108 с.

176. A.c. (СССР) 475685. Датчик квадрупольного масс-спектрометра /Любимов М.П., Сергеев В.И. Опубл. в БИ № 24 30.06.75.

177. Самодуров В.Ф., Гуров B.C., Ширяев А.Г., Шахманцев В.Н. Вторично-эмиссионные свойства металлов, получаемых по электрохимической технологии //Тезисы доклада на V Всес. симпозиуме по ФЭЭ, ВЭЭ, ВИЭЭ поверхности твердого тела. Рязань, 1986. С. 60-61.

178. Шеретов Э.П., Самодуров В.Ф., Гуров B.C., Ширяев А.Г. и др. Технология точного электролитического формования сложных профилей //Машиностроительные технологии: Инофрм. листок Всеросс. выставки. Уфа, 1987.

179. Шеретов Э.П., Самодуров В.Ф., Гуров B.C., Евдокимова М.И. и др. Технология точного электролитического формования сложных профилей //Каталог Всеросс. выставки. Уфа. Т. 1. С. 59.

180. Гуров B.C., Головин O.A. Технология изготовления анализатора гиперболоидного масс-спектрометра типа трехмерной ловушки методом электролитического формования //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1993. С. 149-160.

181. Гуров B.C. Технология изготовления гиперболоидных осесимметричных систем многофункционального назначения //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1995. С. 98-100.

182. Гуров B.C., Дубков М.В., Филиппов И.В. О возможности нормализации свойств поверхности металлов, подвергшихся облучению заряженными частицами /Тезисы доклада. Всероссийский симпозиум по эмиссионной электронике, Рязань, 1996. С. 199.

183. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В. Технология электролитического формования сложнопрофильных электродных систем для аналитического приборостроения //Тезисы доклада Росс. науч.-техн. конф. «Новые материалы и технологии», М.: МАТИ-РГТУ, 1997. С. 79.

184. Гуров B.C., Дубков М.В. Экспериментальное исследование квадрупольного фильтра масс с гиперболическими электродами //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1997. С. 143-148.

185. Гуров B.C., Филиппов И.В. Восстановление свойств металлических поверхностей, подвергшихся бомбардировке заряженными частицами //Научное приборостроение: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1997. С. 71-75.

186. Sheretov Е.Р., Kolotilin B.I., Gurov V.S., Rozhkov O.V, Kiryushin D.V. Ion Traps with Cross-Injection of Ionizing Electron Beam //14th International Mass Spectrometry Conference. Tampere, Finland. 1997. P. 230.

187. Гуров B.C., Дубков M.B. Влияние способа очистки электрохимически осажденной меди на экзоэлектронную эмиссию с ее поверхности //Физика полупроводников и микроэлектроника: Межвуз. сб. науч. трудов. Рязань, 1997. С. 47-50.

188. Гуров B.C., Дубков М.В., Филиппов И.В. Исследование экзоэлектронной эмиссии с поверхности металлов под действием медленных электронов //Тезисы доклада Межд. конф. «Эмиссионная электроника, новые методы и технологии», Ташкент. 1997. С. 102.

189. Гуров B.C., Дубков М.В. О выборе материала электродов электронно- и ионно-оптических систем, изготавливаемых методом электролитического формования //Вестник РГРТА. В. 2. Рязань, 1997. С. 130-131.

190. Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В., Филиппов И.В. Исследование свойств конструкционных материалов электронной техники, полученных методом электролитического формования //ВНТК «Электроника и информатика-97», Москва, 1997. С. 29.

191. Пат. 2091902 (РФ). Способ изготовления квадрупольного фильтра масс /Шеретов Э.П., Гуров B.C., Дубков М.В., Евдокимова М.И. Опубл. в БИ № 27 27.09.97.507

192. Вячеславов П.M., Волянюк Г.А. Электролитическое формование JL: Машиностроение, 1979. 198 с.

193. Настоящим актом подтверждается, что основные результаты диссертационной работы, выполненной Гуровы B.C. в Рязанской государственной радиотехнической академии, внедрены в процессе выполнения нижеперечисленных научно-исследовательских ОКР.

194. Копии писем ГЕОХИ РАН исх. № 13110-01.256/01 от 15.01.97 и исх. № 13110-01.256/3 от 1.04.99, подтверждающие результаты внедрения НИР, прилагаются.

195. Завкафедрой ОиЭФ д.т.н., профессор1. Д.т.н., профессор1. ШЕРЕТОВ1. Б.И.КОЛОТИЛИН1. ДОВАТЕЛЬСКОГОого института1. В.И.КРАТЕНКО1996 г.1. АКТвнедрения результатов хоздоговорных научно-исследовательских работ

196. Конструкторская документация на этот гиперболоидный масс-спектрометр типа трехмерной ловушки (децимальный номер БеМ 3.450.019) передана в ПО "Кварц" (г.Калининград), где выпущена опытная партия таких приборов под названием ПАВ-60-002.

197. Настоящим актом подтверждается, что основные результаты диссертаэнной работы тов.Гурова B.C., выполнены в Рязанском радиотехническомзтитуте, внедрены на предприятии и/я В-8754, г,Рязань.

198. Результаты диссертационной работы тов.Гурова B.C. легли в основу ведения на предприятии п/я В-8754 работ по созданию эффективных тем формирования для масс-спектрометрических установок анализа рдых тел методами вторично-ионной масс-спектрометрии.

199. Результаты работы использованы при разработке аналитических масс-ктрометрон для установок вторично-ионной масс-спектрометрии с ¡оким разрешением.

200. Суммарный" экономический эффект от проведенных работ, составил I тыс.руб., в том числе от внедрения результатов диссертационной юты тов.Гурова В«.С0 составляет 74 тыс.руб.

201. Начальник отдела к.'ф.-м.н.1. Начальник сектора к.т.н.1. РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

202. ОРДЕНА ЛЕНИНА и ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ

203. ИНСТИТУТ ГЕОХИМИИ И АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. В.И. ВЕРНАДСКОГО (ГЕОХИ)

204. На Ваш N2175/58 от 19.12.96г.

205. Проректору РГРА по научной работе проф. В.П. Корячкоf " ли^м 199£г.

206. Главный конструктор доктор физ.-мат.наук профессор1. Сурков Ю.А.1. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

207. Опыт работы с масс-спектрометром данного типа подтвердил его .-юокие аналитические параметры, оригинальность разработки, а также •!сокие эксплуатационные качества.

208. Использование ГМС типа *М в исследованиях кинетики гетерогенных -акций на поверхности льда позволило получить новые научные•реауль-ггы, актуальность и важность которых оыла яриэнана отечественной и ^ждународной научной общественностью 1

209. Ота рши й научн ы й сот руди иккандидат физ. -мат. наук 2&.I М. ГТерсиапгс1. РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НА УК

210. ОРДЕНА ЛЕНИНА и ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ

211. В результате выполненной работы создан лабораторный макет аппаратуры "МАГ" для определения содержания летучих компонентов лунном грунте как составная часть внедряемого зонда проекта "ЛУНА-ГЛОБ" по государственному контракту от 12.09.97г. № 026-5420/97.

212. УТВЕРЖДАЮ Проректор по научной работе1. Э.П.ШЕРЕТОВ 'шШ- 2000 г.

213. УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор Закрытого акционерного обществавнедрения результатов 11. АКТ

214. Данные образцы масс-спектрометров после небольшой доработки, шнйЬй с их адаптацией использовании к различным аналититическиы :емам~з1шлогдоеског^

215. Начальник химической лаборатории Н.В.Титов1. УТВЕРЖДАЮ" =1ШХС0 РАНкакадемик1. СЦОВ•• Оъ .99бг.

216. АКТ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ НИОКРV

217. Данные образцы масс-спектрометров работают как составные части аппаратуры, едназначенной для проведения химического анализа воздуха и других газов для (явления их загрязнений.

218. Работа с гиперболоцдным масс-спектрометром типа трехмерной ловушки дтвердила их высокие аналитические параметры, отражающие новизну и качество зработки прибора.

219. Завлабораторией №554 к.ф.-м.н.1. Ст.научный сотрудник1. К.Х.Н.1. В.В.Первухин

220. Зав.кафедрой ОиЭФ д.т.н., профессор