Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 15, Numéro 10, octobre 1980
Page(s) 1529 - 1541
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:0198000150100152900
Rev. Phys. Appl. (Paris) 15, 1529-1541 (1980)
DOI: 10.1051/rphysap:0198000150100152900

Confinement d'ions dans une cage cylindrique à champ quadrupolaire HF. Application à la spectrométrie de masse - I. Partie théorique

A. Galiouna Nassiopoulos1, P.A. Möller1 et A. Septier2

1  Institut d'Electronique Fondamentale, Bât. 220, Université Paris-XI 91405 Orsay Cedex, France
2  Laboratoire de Mesures Physiques et Métrologie, CNAM, 292, rue Saint-Martin 75141 Paris Cedex 03, France


Abstract
In a first part, we study the conditions of confinement of ions in an RF electric field of quadrupolar symmetry in a cylindrical ion trap. The conditions of confinement of a maximum number of ions, created in the volume of the trap, are calculated. Ions are created by an electronic beam in the volume of the trap. The trajectories of ionizing electrons are determined. Mean ionization cross sections are also calculated for ions most frequently encountered. Field imperfections limit the maximum obtainable resolution when a method of detection by resonance absorption is used. In a second article, experimental results obtained by use of the cylindrical ion trap will be given.


Résumé
Dans cette première partie, on étudie les conditions de confinement d'ions par un champ électrique HF à symétrie quadrupolaire dans une cage cylindrique, en vue d'application à la spectrométrie de masse. Les conditions de confinement d'un nombre maximum d'ions sont calculées. Les ions étant créés à l'intérieur du volume de la cage, le faisceau électronique est influencé par le champ de confinement. On détermine l'allure du faisceau électronique, puis on calcule une section efficace moyenne d'ionisation et on en déduit un facteur de correction permettant de comparer entre eux les pics ioniques les plus fréquemment rencontrés. On montre enfin que les imperfections du champ quadrupolaire limitent la résolution en masses, lorsqu'on utilise une méthode de détection des ions par absorption résonnante d'énergie. Dans un deuxième article, on donnera les résultats expérimentaux obtenus en utilisant la cage cylindrique.

PACS
0775 - Mass spectrometers and mass spectrometry techniques.
0777 - Particle beam production and handling: targets.

Key words
beam handling techniques -- ion beams -- mass spectroscopy -- cylindrical trap -- RF quadrupolar field -- mass spectrometry -- ionization cross sections -- resonance absorption -- ion confinement -- ion trap -- ionising electron trajectory -- field imperfections