近日，安光所張為俊研究團隊在真空紫外光電離飛行時間質譜儀研制方面取得新進展，相關研究成果以“真空紫外光電離飛行時間質譜儀用于在線研究氣相自由基反應”為題在線發表于美國物理學會《科學儀器評論》期刊(Rev. Sci. Instrum. 91, 043201, 2020)。
 

圖1 小型真空紫外光電離反射式飛行時間質譜儀的離子軌跡及結構圖
 

圖2. (a)籠式聚焦電場和(b)平行電場中離子的飛行軌跡模擬圖
 

　　對于絕大多數的分子和自由基來說，它們的電離能在10eV左右，位于光的真空紫外波段。真空紫外光電離質譜技術通過分子吸收單個光子能量在其電離能附近“軟”電離，可避免碎片離子的產生，直接獲得母體離子的質量信息，特別適用于大氣化學和燃燒等復雜反應體系中反應物、產物和化學活性反應中間體(如自由基)的實時在線檢測。
 

　　該團隊唐小鋒副研究員和溫作贏博士等人，以真空紫外放電燈作為電離源，自行設計和研制了小型真空紫外光電離反射式飛行時間質譜儀，并將之應用于大氣自由基反應動力學研究。通過設計具有籠式結構的新型聚焦電場，實現了電離區內離子的高效率收集，提高了質譜儀的檢測靈敏度(自由基靈敏度達到0.3ppb)。同時，通過采用垂直引入式結構和二級空間聚焦等關鍵技術，實現小型化質譜儀高的質譜分辨本領(M/△M = 2000, FWHM)。
 

　　本研究工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃和中科院國際合作重點等項目的經費支持。