Модель импульсного тлеющего разряда как источника ионов для масс-спектрометрии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.02, кандидат физико-математических наук Воронов, Максим Викторович

• Воронов, Максим Викторович
• кандидат физико-математических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Воронов, Максим Викторович

Введение

1. Литературный обзор

1.1. Наиболее распространённые источники ионов, применяемые в элементной масс-спектрометрии . :.

1.1.1. Искровая масс-спектрометрия

1.1.2. Масс-спектрометря с лазерной генерацией ионов

1.1.3. Масс-спектрометрия вторичных ионов и нейтральных распылённых атомов.

1.1.4. Индуктивно связанная плазма.

1.1.5. Тлеющий разряд постоянного тока.

1.1.6. Тлеющий разряд переменного тока.

1.1.7. Импульсный тлеющий разряд.

1.1.8. Масс-спектрометрия с применением импульсного тлеющего разряда.

1.1.9. Основные физические процессы, происходящие в импульсном тлеющем разряде

1.2. Методы моделирования газового разряда в аналитической химии.

1.2.1. Моделирование с помощью уравнения Больцмана

1.2.2. Моделирование с помощью уравнений баланса

1.2.3. Метод Монте-Карло.

1.2.4. Гибридный метод.

1.2.5. Моделирование импульсного тлеющего разряда

2. Описание модели расчётов 36 2.1. Модель импульсного разряда.

2.1.1. Моделирование частиц плазмы.

2.1.2. Расчёт электрического поля.

2.1.3. Коррекция концентрации атомов аргона в основном состоянии.

2.2. Модель распада плазмы.

2.2.1. Решение системы уравнений баланса и Пуассона

2.3. Аналитический сигнал.

3. Результаты расчётов

3.1. Результаты расчётов одиночного импульса.

3.1.1. Результаты расчётов разряда

3.1.2. Результаты расчётов распада плазмы.

3.2. Зависимость результатов от начального расположения пробы на поверхности катода.

3.3. Зависимость результатов от потенциала катода в фазе распада плазмы

4. Проверка правильности модели

5. Применение модели для оптимизации параметров масс-спектрометра с ионизацией пробы в импульсном тлеющем разряде в полом катоде

5.1. Оптимизация промежутка времени между импульсом разряда и выталкивающим импульсом времяпролётного масс-спектрометра

5.2. Оптимизация расстояния между катодом и анодом

5.3. Оптимизация формы сэмплера.

5.4. Оптимизация формы катода.

5.5. Оптимизация потенциала катода в фазе распада плазмы

5.6. Оптимизация временного промежутка между импульсами

5.7. Оптимизация параметров ионной оптики.

5.8. Упрощение разработки источника питания разряда.

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модель импульсного тлеющего разряда как источника ионов для масс-спектрометрии»

Исследование импульсного тлеющего газового разряда низкого давления приобрело в последнее время особую актуальность в научном и прикладном аспектах в связи с возможностью использования данного типа разряда в качестве источника атомов и ионов пробы для аналитических систем. Преимуществами импульсного тлеющего газового разряда по сравнению с другими типами разрядов являются возможность прямого анализа как проводящих, так и не проводящих электрический ток веществ, более высокая скорость распыления и ионизации веществ, относительная простота и низкая стоимость системы, низкое потребление энергии, пробы и других расходных материалов.

Однако, практическое применение импульсного разряда связано с рядом трудностей. Прежде всего, это огромное количество параметров, которые необходимо учитывать при создании аналитической системы. Геометрия разряда, ток и напряжение, давление и вакуумная система, газовый состав, настройка ионной оптики для переноса ионов из источника в анализатор и многие другие параметры необходимо оптимизировать для получения сильного и стабильного аналитического сигнала. Для этого необходимо понимать основные процессы, происходящие в разряде и влияющие на вещество пробы. Некоторые такие процессы практически невозможно (по крайней мере, дорого и сложно в техническом плане) исследовать экспериментально. Ещё одной трудностью является интерпретация полученных эмпирических данных, так как обычно измеряемые величины определяются совокупностью нескольких явлений, зачастую неизвестных и неожиданных, выделить из которых главное не представляется возможным. Всё это делает крайне трудной разработку аналитической системы без её теоретической модели.

Теоретические расчётные методы, позволяющие моделировать разряд постоянного тока и радиочастотный разряд, существуют. В настоящее время ведётся разработка аналитической системы, включающей импульсный разряд в тонкостенном металлическом полом катоде в сочетании с вре-мяпролётным масс-спектрометром. Однако, выше упомянутые методы не могут быть применены к описанию разрабатываемой системы, так как они принципиально созданы для расчёта стационарного режима горения плазмы и не могут моделировать динамические процессы в импульсном тлеющем разряде.

Лишь недавно появились первые попытки построить модель импульсного тлеющего разряда, однако трудности моделирования привели к тому, что эти модели лишь качественно описывают некоторые процессы, протекающие в разряде. Методов же, позволяющих удовлетворительно моделировать импульсный тлеющий разряд как источник ионов для масс-спектрометрии, до сих пор не существовало.

Целью данной работы является построение теоретической расчётной модели импульсного тлеющего разряда низкого давления для исследования аналитически важных процессов распыления, ионизации и переноса атомов и ионов пробы. Проба может быть проводящим или не проводящим электрический ток твёрдым телом, газом или сухим остатком раствора.

Такая модель может быть использована для оптимизации параметров аналитической системы, использующей тонкостенный металлический полый катод как источник атомов или ионов исследуемой пробы.

1. Литературный обзор

Заключение диссертации по теме «Аналитическая химия», Воронов, Максим Викторович

Выводы

1) Разработан метод, позволяющий рассчитывать распределение электрического потенциала согласованно с распределением заряженных частиц в пространстве и во времени, рассчитываемым методом Монте-Карло при моделировании импульсного тлеющего разряда. Расчёт производится на основе феноменологических законов формирования электрического поля в тлеющем разряде: используется зависимость толщины тёмного прикатодного пространства от средней концентрации заряженных частиц и зависимость величины потенциала плазмы от общего заряда.

2) С использованием этого метода разработана компьютерная модель для описания процессов распыления, ионизации и транспортировки атомов пробы в тлеющем импульсном разряде и в фазе распада плазмы в тонкостенном металлическом иолом катоде. В разработанной модели используется метод Монте-Карло для расчёта движения частиц плазмы и выше упомянутый метод для расчёта электрического поля при описании процессов формирования плазмы, а также уравнения баланса при описании процессов распада плазмы.

3) Численно выявлена значительная роль процесса Пеннинговской ионизации атомов пробы метастабильными атомами аргона в формировании аналитического сигнала в фазе распада плазмы импульсного тлеющего разряда, что согласуется с известными экспериментальными данными.

4) На основании сравнения результатов моделирования с собственными экспериментальными данными и с рядом экспериментальных и теоретических работ подтверждена правильность разработанной модели: показано, что распределения потенциала, заряженных частиц и их энергий в разряде соответствует общим представлениям о процессах, происходящих в тёмном прикатодном пространстве и отрицательном свечении тлеющего разряда; показано, что рассчитанные ионный и электронный токи примерно равны друг другу, что соответствует закону сохранения заряда; наличие потока быстрых атомов аргона на стенки катода, в несколько раз превосходящего поток ионов аргона, отмечено в ряде теоретических работ; явление перенапыления материала катода в угол между боковой стенкой и донышком катода отмечено в ряде работ; рассчитанная динамика плотности атомов и ионов материала катода на оси системы подтверждается проведёнными спектральными измерениями; рассчитанное время выхода ионов пробы из катода подтверждается масс-спектральными измерениями; явление разделения ионов пробы и ионов основного газа при выходе из катода отмечено в ряде экспериментальных работ; измеренное Жиглинским А.Г. и Хлопиной Т.Н. распределение ионного тока по боковой поверхности катода согласуется с рассчитанным распределением скорости распыления пробы по боковой поверхности катода; экспериментальная и теоретическая зависимости аналитического сигнала от напряжения, поданного на катод в фазе распада плазмы, согласуются друг с другом.

На основе моделирования произведена оптимизация ряда параметров разрабатываемой времяпролётной масс-спектральной системы: оптимизирован промежуток времени между окончанием импульса разряда и выталкивающим импульсом, подаваемым на выталкивающие электроды масс-спектрометра; оптимизировано расстояние между катодом и анодом; оптимизирована форма катода и сэмплера; оптимизировано значение потенциала, подаваемого на катод в фазе распада плазмы; оптимизирована величина временного промежутка между импульсами разряда; оптимизированы параметры ионной оптики; исходя из результатов расчётов, упрощена разработка блока питания импульсного разряда.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Воронов, Максим Викторович, 2004 год

1. К.Р. Jochum. Trace element analysis of geochemical and cosmochemical samples by modern spark source mass spectrometry using multi-ion counting. Spectrosc. Eur., 9, (1997) 22.

2. N. Jakubowski, I. Feldman, B. Sack, D. Stuewer. Analysis of conducting solids by inductively coupled plasma mass spectrometry with spark ablation. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 1992, 7, 121.

3. S.-J. Jiang, R.S. Houk. Elemental and isotopic analysis of powders by inductively coupled plasma mass spectrometry with arc nebulization. Spectrochim. Acta, Part B, 1987, 42, 93.

4. T. Hirata, T.Akagi, A. Masuda. Direct introduction of powdered samples into an inductively coupled plasma mass spectrometer using a spark dispersion-merging sample introduction technique. Analyst, 1990, 115, 1329.

5. Быковский Ю.А, Неволин B.H. Лазерная масс-спектрометря. М.: Энергоатомиздат, 1985.

6. Летохов B.C. Лазерная фотоионизационная спектроскопия. М.: Наука, 1987.

7. К. Wendt, К. Blaum, В.A. Bushaw, С. Griming, R.Horn, G.Huber, J.V. Kratz, P. Kunz, P. Muller, W. Nortershauser, N.Nunnemann, G. Passler, A. Schmitt, N. Trautmann,

8. A.Waldek. Recent developments in and applications of resonance ionization mass spectrometry. Fresenius J. Anal. Chem. 364 (1999) 471.

9. J.Th. Westheiede, J.S. Becker, R. Jager, H.-J. Dietze, J.A.C. Broekaert. Analysis of ceramic layers for solid oxide fuel cells by laser ablation inductively coupled plasma mass spectroscopy. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 11, (1996) 661-666.

10. A.A. Сысоев, C.C. Потешин, А.И. Дряннов, И.В. Щёкина,

11. B.И. Пятахин, P.A. Меньшиков. Лазерный времяпролётный масс-спектрометр. Приборы и техника эксперимента, 1997, №4, с. 78-83.

12. D. Günther, R. Frischknecht, С.А. Heinrich, H.-J. Kahlert.

13. Capabilities of an Argon Fluoride 193 nm Excimer Laser for Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectometry Microanalysis of Geological Materials. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 121997) 939-944.

14. J.S. Becker, H.-J.Dietze. Investigations on cluster and molecular ion formation by plasma mass spectrometry. Fresenius J. Anal. Chem. 359 (1997) 338.

15. W. Bock, H.Gnaser, H. Oechsner. SIMS X, Proceedings of the 10th International Conference on Secondary Ion Mass Spectrometry, Muenster, Germany, 1-6 October 1995, A.Benninghoven, B.Hagenhoff, H.W.Werner (Eds.), Wiley, New York, 1997, p. 395.

16. A.Benninghoven, K.T.F.Janssen, J.Tumpner, H.W.Werner

17. Eds.). Secondary Ion Mass Spectrometry. SIMS VIII, Wiley, New York, 1992, p. 3.

18. S. Greenfield, I.L.W. Jones, C.T. Berry. High-pressure plasmas as spectroscopic emission sources. Analyst (Lond.), 89, 713 (1964)

19. T. Jacksier, R.M. Barnes. Qualitative analysis of arsine by sealed inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 7, 839 (1992).

20. T. Jacksier, R.M. Barnes. Discharge container for the analysis of arsine by sealed inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy. Spectrochim. Acta, Part B, 48, 941 (1993).

21. J.S. Becker, H.-J. Dietze. Ultratrace and precise isotope analysis by double-focusing sector field inductively coupled plasma mass spectrometry. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 13, 1057 (1998).

22. N.M.Reed, R.O.Cairns, R.C. Hutton, Y. Takaku. Characterization of polyatomic ion interferences in inductively coupled plasma mass spectrometry using a high resolution mass spectrometer. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 9, (1994)

23. N.S. Nonose, N.Matsuda, N.Fudagawa, M.Kubota. Some characteristics of polyatomic ion spectra in inductively coupled plasma mass spectrometry. Spectrochim. Acta, Part B, 49, (1994) 955.

24. J.S.Becker, G.Seifert, A.I.Saprykin, H.-J.Dietze. Mass spectrometric and theoretical investigations into the formation of argon molecular ions in plasma mass spectrometry. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 10, (1996) 643.

25. A.J. Walder, P.A. Freedman. Communication. Isotopic ratio measurement using a double focusing magnetic sector mass analyser with an inductively coupled plasma as an ion source. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 7, 571 (1992).

26. Коровин Ю.И. К вопросу о повышении чувствительности определений при помощи разряда в полом катоде. Журнал аналитической химии, 16, 494-496 (1961).

27. Зайдель А.Н., Калитеевский Н.И., Липис JI.B., Чайка П.М.

28. Эмиссионный спектральный анализ атомных материалов. Л.; М.; Физматгиз, 1967.

29. Жиглинский А.Г., Калмаков А.А., Фафурина Э.Н. Корреляционный спектральный анализ изотопов. Оптика и спектроскопия, 27, 998-1002 (1969).

30. Александрук В.М., Жиглинский А.Г., Хлогогаа Т.Н. Оптимальные условия спектрального анализа методом изотопного разбавления. Журнал аналитической химии, 22, 841-848 (1967).

31. Петров А.А. Спектрально-изотопный метод исследования материалов. Л.: Изд-во ЛГУ, 1974.

32. Дробышев А.И. Поверхностный слой с изменённым содержанием элементов и его влияние на правильность результатов послойного анализа многокомпонентных материалов с использованием ионного распыления. Журнал аналитической химии, 42, 2265-2268 (1987).

33. Drobyshev A.I., Turkin Yu.I. A review of spectroanalytical investigations and applications of a cooled hollow cathode discharge. Spectrochim. Acta, 1981. Vol.36B, №12. p. 1153-1161.

34. Под ред. Х.И. Зильберштейна. Спектральный анализ чистых веществ. Л.: Химия, 1971.

35. Максимов Д.Е., Рудневский Н.К. Спектральный анализ с применением в полом катоде. Горький: Изд. Горък. гос. ун-та, 1979.

36. Жиглинский А.Г., Зарецкая Н.П., Туркин Ю.И. Источник света для спектрального анализа с раздельным испарением и возбуждением в полом катоде. Журн. Прикл. Спектр., 18, 903-906 (1973).

37. Атнашев Ю.Б., Музгин В.Н., Гаврилов Ф.Ф. Комбинированный источник света с охлаждаемым и горячим полым катодом. Журн. Прикл. Спектр., 18, 183-186 (1973).

38. Ed. S. Caroli. Improved Hollow Cathode Lamps for atomic spectroscopy. Chichester: Ellis Horwood, 1985.

39. Максимов Д.E., Рудневский Н.К. Применение разряда в полом катоде для спектрального анализа веществ высокой чистоты. Журн. Прикл. Спектр., 39, 5-12 (1983).

40. Рудневский Н.К., Максимов Д.Е., Шабанова Т.М. Спектральные исследования и аналитическое применение разряда с полым катодом в магнитном поле. Журн. Прикл. Спектр13, 199-203 (1970).

41. Рудневский Н.К., Максимов Д.Е., Лазарева Л.П. Исследование условий возбуждения спектра щелочноземельных элементов в разряде с полым катодом в магнитном поле. Журн. Прикл. Спектр., 24, 136-138 (1976).

42. Рудневский Н.К., Максимов Д.Е., Лазарева Л.П. Спектральное определение щелочных элементов в растворах при использовании разряда с полым катодом в магнитном поле. Журнал аналитической химии, 39, Ц22-Ц24 (1974).

43. Сабатовская В.Л., Кузовлев И.А., Юделевич И.Г. Снижение пределов обнаружения микропримесей при химико-спектральном анализе веществ высокой чистоты. Журн. Прикл. Спектр., 26, 207212 (1977).

44. Б.И. Москалёв. Разряд с полым катодом. М.: Металлургия, 1969.

45. Жиглинский А.Г., Хлопина Т.Н. Исследование механизма формирования газовой температуры разряда в охлаждаемом полом катоде. Журн. Прикл. Спектрга. 8, с. 562-570 (1968).

46. Жиглинский А.Г., Хлопина Т.Н. Исследование электрических и оптических характеристик разряда в полом катоде. I. Оптика и спектроскопия, т. 32, с. 645-649 (1972).

47. Бошняк Б.М., Жиглинский А.Г., Кунд Г.Г., Хлопина Т.Н.

48. Исследование электрических и оптических характеристик разряда вохлаждаемом полом катоде. II. Оптика и спектроскопия, т. 33, с. 1032-Щ1 (1972).

49. Бошняк Б.М., Добросавлевич Е.С., Жиглинский А.Г., Хло-пина Т.Н. Разделение во времени процессов возбуждения и нагревания в охлаждаемом полом катоде. Журн. Прикл. Спектр., т. 10, с. 554-559 (1969).

50. Певцов Г.А., Красильщик В.З. Анализ концентратов примесей в разрядной трубке с полым катодом. Журнал аналитической химии, 18, 1314-1316 (1963).

51. Певцов Г.А., Красильщик В.З. Определение примесей в окиси бериллия спектральным методом с использованием полого катода. Журнал аналитической химии, 19, 1106-1109 (1964)•

52. Певцов Г.А., Красильщик В.З., Яковлева А.Ф. Спектральное определение примесей в хлориде титана (IV) с применением разряда в полом катоде. Журнал аналитической химии, 25, 580-581 (1970).

53. O.S. Limyov, S.V. Oshemkov. Determination of trace metals by laser-excited fluorescence with hot hollow cathode atomization. Spectrochim. Acta, Part B, 47, 71-78 (1992).

54. M. Dogan, K. Laqua, H. Massman. Spektrochemische analysen mit einer glimmentladungslampe als lichtquelle-II : Analytische anwendungen. Spectrochim. Acta, Part B, 27, 65 (1972).

55. W. Grimm. Eine neue glimmentladungslampe fur die optische emissionsspektralanalyse. Spectrochim. Acta, Part B, 23, 443 (1968).

56. N. Jakubowski, D. Stuewer, W. Vieth. Performance of a glow discharge mass spectrometer for simultaneous multielement analysis of steel. Anal. Chem., 59, 1825 (1987).

57. Heintz M.J., Myers D.P., Mahoney P.P., Li G., and Hieftje

58. G.M. Radio-Frequency-Powered Planar-Magnetron Glow Discharge as a Source for Time-of-Flight Elemental Mass Spectrometry. Appl. Spectrosc., 1995, 49, 945.

59. Farnsworth P.B., and Walters J.P. Instrumental system for Multidimensional Spectroscopic Characterization of a Radio Frequency Boosted, Pulsed Hollow Cathode Lamp. Anal. Chem., 1982, 54, 885

60. Farnsworth P.B., Walters J.P. Excitation processes in a r.f.-boosted, pulsed hollow cathode lamp. Spectrochim. Acta, 1982, 37B, 773-788.

61. G.W. Hansen, F.A. Huf, H.J. DeJong. Low-power microwave plasma source for chromatography detection. Spectrochim. Acta, Part B, 40, 307 (1985).

62. G.L. Long, G.R. Ducatte, E.D. Lancaster. Helium microwave-induced plasmas for element specific detection in chromatography. Spectrochim. Acta, Part B, 49, 75 (1994).

63. J.J. Seeley, Y. Zeng, P.Cp Uden, T.I. Eglinton and I. Ericson.

64. Pyrolysis-gas chromatographic atomic emission detection for sediments, coals and other petrochemical precursors. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 7, 979 (1992).

65. L.K. Olson, J.A. Caruso. The helium microwave-induced plasma: an alternative ion source for plasma mass spectrometry. Spectrochim. Acta, Part B, 49, 7 (1994).

66. R.N. Sah and P.H. Brown. Boron Determination — A Review of Analytical Methods. Microchemical Journal 56, 285-304 (1997).

67. Wei Hang, Cynthia Baker, B.W. Smith, J.D. Winefordner and W.W. Harrison. Microsecond-pulsed Glow Discharge Time-of-flight Mass Spectrometry: Analytical Advantages. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, February 1997, Vol. 12.

68. Dawson J.B., Ellis D.J. Pulsed current operation of hollow cathode lamps to increase the intensity of resonance lines for atomic absorption spectroscopy. Spectrochim. Acta, 1967, 32A, 565-569.

69. Piepmeier E.H., De Ganlan L. Line profiles emitted by Cu and Ca hollow cathode lamps pulsed to one ampere. Spectrochim. Acta, 1975, 30B, 263-279.

70. Arkai T., Uchida T., Minimi S. A Dual Wavelength Atomic Absorption Spectrophotometer Using a Pulsed Hollow Cathode Lamp. Appl. Spectrosc., 1977, 31, 150-155

71. Hang W., Walden W.O., Harrison W.W. Microsecond Pulsed Glow Discharge as an Analytical Spectroscopic Source. Anal. Chem., 1996, 68, 1148.

72. Дробышев А.И., Жиглинский А.Г., Туркин Ю.И. Разделение элементов в импульсном источнике света с полым катодом. Журн. Прикл. Спектрт. 19, с. 620 (1973).

73. Дробышев А.И., Туркин Ю.И. Спектральный анализ порошкообразных проб в источнике света с охлаждаемым полым катодом. Жури. Прикл. Спектр., т. 22, с. 755-757 (1975).

74. Дробышев А.И., Горчакова Б.В., Туркин Ю.И. Исследование источника света с охлаждаемым полым катодом для возбуждения спектра монолитных диэлектриков. Журн. Прикл. Спектр., т. 36, с. 903-907 (1982).

75. Дробышев А.И., Туркин Ю.И., Риш A.M. Исследование особенностей атомизации в разряде с охлаждаемым полым катодом для целей атомно-абсорбционного анализа. Вестник ЛГУ, N46 Физика-Химия, с. 117-120 (1982).

76. Drobyshev A.I., Türkin Yu.I. A review of spectroanalytical investigations and applications of a cooled hollow cathode discharge. Spectrochim. Acta, Part В, 36, 1153-1161 (1981).

77. Атнашев Ю.Б., Музгин B.H. Исследование некоторых характеристик двойного полого катода с импульсным питанием катода-возбудителя. Журн. Прикл. Спектр., 21, 4Ц~41? (^4)

78. A.A. Ganeev, S.E. Sholupov. A thin-walled metallic hollow cathode as an atomizer for Zeeman atomic absorption spectrometry. Spectrochim. Acta, Part В 53 (1998) 471-486.

79. A.A. Танеев, B.H. Григорьян, А.И. Дробышев, M.H. Сляд-нев, С.Е. Шолупов. Аналитическая резонансно-ионизационная спектроскопия с импульсной атомизацией пробы в полом катоде. Журнал аналитической химии, 1996, т. 51, №8, с. 848-854

80. Ansgar Brock, Nestor Rodriguez, and Richard N. Zare.

81. Characterization of a Hadamard transform time-of-flight massspectrometer. Rev. Sei. Instrum., volume 71, number 3, March 2000.

82. Ansgar Brock, Nestor Rodriguez, and Richard N. Zare.

83. Hadamard TYansform Time-of-Flight Mass Spectrometry. Anal. Chem. 1998, 70, 3735-3741.

84. G. Wilhelmi and F. Gompf. Binary sequences and error analysis forpseudo-statistical newtron modulators with different duty cycles. Nuclear instruments and methods 81 (1970) 36~44

85. Peter Zeppenfeld, Michael Krzyzowski, Christoph Romainczyk, and Rudolf David. On the origin of spurious peaks in pseudorandom time-of-flight analysis. Rev. Sci. Instrum. 64 (6), June 1993.

86. G. Cosma, R. David, and B.J. Schumacher. Magnetically suspended cross-correlation chopper in molecular beam-surface experiments. Rev. Sci. Instrum. 52(6), Jun. 198L

87. C. Yang, M. Mohill, W.W. Harrison. Microsecond-pulse Grimm glow discharge as a source for time-of-flight mass spectrometry. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 15, 1255-1260 (2000).

88. Harrison W.W., Hang W. Pulsed glow discharge time-of-flight mass spectrometry. Invited lecture. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 11, 835 (1996).

89. W.W. Harrison, W. Hang, X.M. Yan, K. Ingeneri, C. Schilling.

90. Temporal Considerations With a Microsecond Pulsed Glow Discharge. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 12, 891 (1997).

91. Peter Sigmund. Theory of Sputtering. I. Sputtering Yield of Amorphous and Polycrystalline Targets. Physical Review, volume 184, number 2, 10 August 1969.

92. Б.М. Смирнов. Физика слабоионизованного газа. М., «Наука», 1972.

93. Wei Hang and W.W. Harrison. Diffusion, Ionization, and Sampling

94. Processes in the Glow Discharge Source for Mass Spectrometry. Anal. Chem. 1997, 69, 4957-4963.

95. Chapman B.C. Glow Discharge Processes. Wiley-Interscience: New York, 1980.

96. Duckworth D.C., Marcus R.K. Radio frequency powered glow discharge atomization/ionization source for solids mass spectrometry Anal. Chem., 1989, 61, 1879.

97. K. Tachibana. Excitation of the lss, IS4, IS3 and IS2 levels of argon by low-energy electrons. Physical Review A, vol. 34, №2, 1007-1015 (1986).

98. H. Oechsner. Electron yields from clean polycrystalline metal surfaces by noble-gas-ion bombardment at energies around 1 keV. Physical Review B, vol. 17, №3, 1052-1056 (1978).

99. H.A. Hyman. Electron-impact ionization cross sections for excited states of the rare gases (Ne, Ar, Kr, Xe), cadmium and mercury. Physical Review A, vol 20, №3, 855-859 (1979).

100. L.S. Frost. Effect of Variable Ionic Mobility on Ambipolar Diffusion. Physical Review, vol. 105, №2, 354-356 (1957).

101. Bolorizadeh M.A. et al. Multiple ionization of copper by electron impact. J. Phys. B, 27, 175-183 (1994).

102. L.A. Riseberg, W.F. Parks and L.D. Schearer. Penning Ionization of Zn and Cd by Noble-Gas Metastable Atoms. Physical Review A, vol. 8, №4, 1962-1968 (1973).

103. E.O. Johnson and L. Malter. A Floating Double Probe Method for

104. Measurements in Gas Discharges. Physical Review, vol. 80, Ml, 58-68 (1950).

105. Lagereid N., Wehner G.K. Sputtering yields of metals for Ar+ and Ne+ ions with energies from 50 to 100 eV. J.Appl.Phys., 32, 365 (1961).

106. Stuart R.V., Wehner G.K. Sputtering yields at very low bombarding ion energies. J.Appl.Phys., 33, 2345 (1962).

107. Yamamura Y., Tawara H. NIFS-DATA, 23 (1995).

108. K. Rozsa, A. Gallagher, Z. Donko. Excitation of Ar lines in the cathode region of a dc discharge. Physical Review E, vol. 52, Ml, 913918 (1995).

109. Ю.П. Райзер. Физика газового разряда. Москва «Наука» 1992.

110. Ф. Клеммоу, Дж. Доуэрти. Электродинамика частиц и плазмы. Москва «Мир» 1996.

111. J.D.P. Passchier and W.J. Goedheer. A two-dimensional fluid model for an argon rf discharge. J. Appl. Phys. 76(6), 15 September 1993.

112. M. Meyyappan and T.R. Govindan. Radio frequency discharge modeling: Moment equations approach. J. Appl. Phys. 74 (4), 15 August 1993.

113. M. Surendra, D.B. Graves, and G.M. Jellum. Self-consistent model of a direct-current glow discharge: Treatment of fast electrons. Physical Review A, volume 41, number 2, 1112-1125 (1990).

114. Yilin Weng and Mark J. Kushner. Method for including electron-electron collisions in Monte Carlo simulations of electron swarms in partially ionized gases. Physical Review A, vol. 42, №10 (1990).

115. J.-P. Beouf. Numerical model of rf glow discharges. Physical Review A, vol. 36, №6, 2782-2792 (1987).

116. Ph. Belenguer and J.P. Beouf. Transition between different regimes of rf glow discharges. Physical Review A, vol. 41, №8, 4447-4459 (1990).

117. A. Fiala, L.C. Pitchford, and J.P. Beouf. Two-dimensional, hybrid model of low-pressure glow discharges. Physical Review E, vol. 49, №6, 5607-5622 (1994).

118. A. Bogaerts and R. Gijbels. Modeling of a microsecond pulsed glow discharge: Behavior of the argon excited levels and of the sputtered copper atoms and ions. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 16, 239-249 (2001).

119. A. Bogaerts and R. Gijbels. Hybrid Monte Carlo — fluid model for a microsecond pulsed glow discharge. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 15, 895-905 (2000).

120. A. Bogaerts, R. Gijbels, W.J. Goedheer. Two-Dimensional Model of a Direct Current Glow Discharge: Description of the Electrons, Argon Ions, and Fast Argon Atoms. Anal. Chem. 1996, 68, 2296-2303.

121. A. Bogaerts, M. van Straaten and R. Gijbels. Monte Carlo simulation of an analytical glow discharge: motion of electrons, ions and fast neutrals in the cathode dark space. Spectrochim. Acta, Part B, 50, 179-196 (1995).

122. A. Bogaerts and R. Gijbels. Two-Dimensional Model of a Direct Current Glow Discharge: Description of the Argon Metastable Atoms, Sputtered Atoms, and Ions. Anal Chem. 1996, 68, 2676-2685.

123. Annemie Bogaerts, Mark van Straaten, and Renaat Gijbels.

124. Description of thermalization processes of the sputtered atoms in a glow discharge using a three-dimensional Monte Carlo method. J. Appl. Phys. 77 (5), 1 March 1995.

125. A. Bogaerts and R. Gijbels. Modeling of glow discharges: what can we learn from it?. Anal. Chem. A-pages, 69, 719-727 (1997).

126. A. Bogaerts and R. Gijbels. Modeling of metastable argon atoms in a direct-current glow discharge. Physical Review A, vol 52, №5, 37433751.

127. Вергизова B.C. Оптимизация физических параметров и аналитических характеристик в импульсном разряде для времяпролётной масс-спектрометрии. Диссертация на соискание учёной степени кандидата химических наук, СПбГУ, 2003.

128. Н.Н. Калиткин. Численные методы. М., «Наука», 1978.