Formation of diethylamine thermal ionization mass spectrum on NaAu_x intermetallide

Abstract

Rationale The mass spectra of amine thermal ionization on intermetallic NaAux emitters differ significantly from those of the same compounds on the surfaces of transition metals and their oxides. The factors underlying these differences are determined through studying the processes taking place on intermetallic surfaces, which give rise to the corresponding mass spectra. Methods The dependence of mass spectral composition and individual line intensity of diethylamine thermal ionization on intermetallic NaAux surface on diethylamine pressure, oxygen, sodium atom current and emitter temperature was studied using a magnet sector mass spectrometer. Results Diethylamine mass spectral composition is determined by the reaction between the molecules adsorbed on the NaAux surface. Oxygen and sodium concentration on the surface does not affect the mass spectral composition. Mass line intensity depends on diethylamine pressure and emitter temperature affecting the reaction efficiency on the surface. Conclusions Intermetallic NaAux is an ionic semiconductor that can provide sufficient lifetime for adsorbed molecules to efficiently interact with each other and with their decomposition products. This creates unique conditions for the formation of various compounds on the surface with their mass exceeding by 2.5 times that of diethylamine.

Коллективные процессы в термической ионизации на поверхности интерметаллида NaAu-=SUB=-x-=/SUB=-

“…Исследования термической ионизации (ТИ) атомов и молекул на поверхности нагретых металлов и их окислов позволили создать непротиворечивую теорию процесса десорбции адсорбированных частиц в виде ионов [1,2]. Практическим применением явления ТИ стали источники ионизации для масс-спектрометрии органических молекул [2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12], для изотопного анализа [13][14][15][16][17][18] и высокочувствительных селективных воздушных детекторов органических соединений [19][20][21][22][23][24][25][26]. Изученность процесса ТИ на эмиттерах из тугоплавких металлов и их окислов позволила использовать ТИ как в качестве метода исследования поверхности твердого тела и процессов в адсорбированном слое, так и для определения характеристик адсорбированных соединений [2][3][4].…”

“…Выбор ДЭА был обусловлен тем, что ТИ аминов, включая ДЭА, подробно исследовалась [2,4], что дало возможность сравнить механизмы образования ионов для разных материалов эмиттеров. Для эмиттеров с покрытием из NaAu x исследовалось влияние на формирование масс-спектра ТИ диэтиламина температуры, парциальных давлений кислорода, ДЭА, а также величины потока атомов натрия на поверхность [8]. Эти исследования показали, что состав масс-спектра ТИ диэтиламина на NaAu x , так же как и в случае с тетраметилтетразеном, определяется в основном реакциями в адсорбированном слое между коадсорбированными молекулами ДЭА, а также между молекулами ДЭА и продуктами их распада.…”

“…где γ i (ν, T, E) -индивидуальный коэффициент для iсоединений, зависящий от взаимодействующей пары адсорбируемое соединение-эмиттер, отражающий реакции в адсорбированном слое, приводящие к образованию iсоединений. При том, что эффективность ионизации (M−H) и (M−CH 3 ) при ТИ диэтиламина на эмиттерах из NaAu x и окисленного W практически совпадает и составляет 0.3 A/(cm 2 •Torr), зависимости γ i (ν, T, E) различаются [5,8]. Для реакции дегидрирования аминов в процессе ТИ на окислах вольфрама (WO x ) величина γ i часто принималась близкой к единице [9].…”

“…Величина γ i продуктов реакций обмена между коадсарбированными молекулами на окислах вольфрама (WO x ) определялась в основном вероятностью встречи коадсорбированных соединений и была пропорциональна квадрату давления [10]. При ТИ диэтиламина на NaAu x величина γ i , отвечающая продуктам реакций между коадсорбированными соединениями, не имела квадратичной зависимости от давления, что дало основание заключить, что реакции обмена и синтеза происходят на отдельных участках поверхности [8]. Температурные зависимости ионных токов продуктов, образующихся в результате реакций между коадсорбированными молекулами диэтиламина, при ТИ диэтиламина на NaAu x близки между собой.…”

“…Учитывая различие и влияние на вид температурных зависимостей тока ионов энергии ионизации E i и энергии образования ионизирующихся продуктов в [8], сделан вывод о неполной применимости формулы (1) для ТИ на NaAu x .…”