Phân tích quang phổ bằng laser ion hóa nguyên tử của các dấu vết nguyên tố

Applied Physics B - Tập 30 - Trang 161-176 - 1983
G. I. Bekov1, V. S. Letokhov1
1Institute of Spectroscopy, Academy of Sciences of the USSR, Troitzk, USSR

Tóm tắt

Một phương pháp mới để xác định các lượng vi lượng của các nguyên tố trong một chất đã được phát triển. Phương pháp này dựa trên quá trình bay hơi nhiệt và ion hóa một chất trong chân không, và phát hiện các nguyên tử dấu vết được giải phóng bằng kỹ thuật ion hóa quang học từng bước bằng лазер. Một cách khá hiệu quả để phát hiện các nguyên tử là kích thích chúng nhiều bước lên các trạng thái Rydberg bằng bức xạ từ các лазер nhuộm có thể điều chỉnh, tiếp theo là ion hóa chúng bằng các xung điện trường. Máy quang phổ laser phân tích bao gồm nhiều лазер nhuộm, có thể điều chỉnh và nhấp nháy, một buồng chân không với một thiết bị tạo nguyên tử và một hệ thống ghi chép đã được mô tả. Các tạp chất vi lượng của các nguyên tố đã được phát hiện trong các vật liệu tinh khiết: hàm lượng tạp chất Na trong tinh thể CdS (2×10−6%) và tạp chất Al trong germanium (2×10−7%). Giới hạn phát hiện khoảng 10−9% đã được xác định. Một kỹ thuật để xác định trực tiếp hàm lượng nguyên tố trong nước tự nhiên và máu người cũng được mô tả. Độ nhạy cao, tính phổ quát và những ưu điểm khác của phương pháp này cho phép nó được sử dụng để xác định các dấu vết của nhiều nguyên tố quan trọng ở mức độ từ 10−8 đến 10−11% gần như trong bất kỳ ma trận nào.

Từ khóa

#Laser #quang phổ #ion hóa nguyên tử #dấu vết nguyên tố #phân tích vi lượng.

Tài liệu tham khảo

Trace Analysis. Spectroscopic Methods for Elements, ed. by J.D. Winefordner Wiley, New York 1976) V.S. Letokhov: In:Chemical and Biochemical Applications of Lasers, Vol. 5, ed. by C.B. Moore (Academic Press, New York 1980) pp. 1–38 W.M. Fairbank, Jr., C.Y. She: Opties News (Spring 1975) p. 4 G.S. Hurst, M.G. Payne, S.D. Kramer, J.P. Young: Rev. Mod. Phys.51, 767 (1979) V.I. Balykin, G.I. Bekov, V.S. Letokhov, V.I. Mishin: Usp. Fiz. Naul (in Russian)132, 293 (1980) [Sov. Phys.-Usp.23 (10), 651 (Oct. 1980)] M.A. Bolshov, A.V. Zybin, I.I. Smirenkina: Spectrochim. Acta B36B, 1143 (1981) W.M. Fairbank, Jr., T.W. Hansch, A.L. Schawlow: J. Opt. Soc. Am.65, 199 (1975) G.W. Greenless, D.L. Clark, S.L. Kaufman, D.A. Levis, J.F. Tonn, J.H. Broadhurst: Opt. Commun.23, 236 (1977) V.I. Balykin, V.S. Letokhov, V.I. Mishin: Appl. Phys.22, 245 (1980) V.S. Letokhov: USSR Patent No. 784,679 (Appl. 30.03.1970; Published 1.08.1980) R.V. Ambartzumian, V.P. Kalinin, V.S. Letokhov: Pis'ma ZhETF (in Russian)13, 305 (1971) [JETP Lett.,13, 217 (1971)] W.S. Letochow:Laserspektroskopie (Vieweg, Braunschweig 1977) pp. 150–154 V.S. Letokhov, V.I. Mishin, A.A. Puretzky: Prog. Quant. Electron.5, 139 (1977) V.S. Letokhov:Nonlinear Laser Chemistry, Springer Ser. Chem. Phys.22, (Springer, Berlin, Heidelberg, New York 1983) L.N. Ivanov, V.S. Letokhov: Kvant. Elektr. (in Russian)2, 585 (1975) R.V. Ambartzumian, G.I. Bekov, V.S. Letokhov, V.I. Mishin: Pis'ma ZhETF (in Russian)21, 595 (1975) [JETP Lett.21, 279 (1975)] R.F. Stebbings, C.J. Latimer, W.P. West, F.B. Dunning, T.B. Cook: Phys. Rev. A12, 1453 (1975) T.W. Ducas, M.G. Littman, R.R. Freeman, D. Kleppner: Phys. Rev. Lett.35 366 (1975) J.A. Paisner, R.W. Solarz, E.F. Worden, J.G. Conway: InLaser Spectroscopy III, ed. by J.L. Hall, J.L. Carlsten, Springer Ser. Opt. Sci.7 (Springer, Berlin, Heidelberg, New York 1977) p. 160 R.F. Stebbings, F.B. Dunning, R.D. Rundel: InAtomic Physics IV, ed. by G. zu Putlitz, E. Weber, A. Winnacker (Plenum, London 1975) p. 713 R.F. Stebbings. Science193, 537 (1976) G.I. Bekov, V.S. Letokhov, O.I. Matveev, V.I. Mishin: Pis'ma ZhETF (in Russian)28, 308 (1978) [JETP Lett.28, 283 (1978)] G.I. Bekov, E.P. Vidolova-Angelova, L.N. Ivanov, V.S. Letokhov, V.I. Mishin: Zh. Eksp. Teor. Fiz. (in Russian)80, 866 (1981) [Sov. Phys. JETP53, 441 (1981)] V.S. Letokhov, V.I. Mishin: Opt. Commun.29, 168 (1979) G.I. Bekov, E.P. Vidolova-Angelova, V.S. Letokhov, V.I. Mishin: InLaser Spectroscopy IV, ed. by H. Walther, K.W. Rothe, Springer Ser. Opt. Sci.21 (Springer, Berlin, Heidelberg, New York 1979) p. 283 R. Akilov, G.I. Bekov: Pis'ma ZhTF (in Russian)8, 517 (1982) N.F. Ramsey:Molecular Beams (Clarendon Press, Oxford 1956) E.I. Tochitsky:Crystalization and Thermal Treatment of Thin Films (in Russian) (Minsk, Nauka i Tekhnika 1976) G.I. Bekov, V.S. Letokhov, O.I. Matveev, V.I. Mishin: Zh. Eksp. Teor. Fiz. (in Russian)75, 2092 (1978) G.G. Devyatykh, V.I. Stepanov, M.Ya. Shirobokov, S.V. Yan'kov: InHydrids, Halids, and Metalorganic Compounds of High Purity (Nauka, Moscow 1976) p. 5 (in Russian) F.T. Mackenzie, R. Wollast, M. Stoffyn: Science199, 4329 (1978) S. Caschetto, R. Wollast: Geochim. Cosmochim. Acta43, 3 (1979) S. Caschetto, R. Wollast: CRC Crit. Rev. Environ. Control (June 1977) p. 167 S. Caschetto, R. Wollast: Marine Chemistry7, 2 (1979) E. Berman:Toxic Metals and their Analysis, ed. by L.C. Thomas (Heiden, London 1979) p. 6 G.I. Bekov, A.S. Yegorov, V.I. Mishin: Zh. Anal. Khim. (in Russian) (in press) A.N. Zherikhin, V.S. Letokhov, V.I. Mishin, V.P. Belyaev, A.N. Yevtyunin, M.A. Lesnoy: Kvant. Elektron. (in Russian)8, 1340 (1981)