同步辐射光电离质谱检测氟原子在二氧化硅表面反应产物

作者：汪程程; 唐小锋^*; 温作赢; 王涛; 张翠红; 杨玖重; 顾学军; 张为俊

来源：质谱学报, 2020, 41(01): 39-47.

• 真空紫外光电离质谱
• 同步辐射
• 微波放电
• 氟原子
• 二氧化硅
• 电离能

采用微波放电等离子体源产生高密度F原子,结合同步辐射真空紫外光电离质谱全面检测F原子在二氧化硅表面刻蚀反应的产物,并探究其反应机理。通过扫描同步辐射光子能量,获得具有特定质量选择的离子光电离效率谱,测量了反应产物的电离能及碎片离子的出现势等基本参数;同时结合量子化学理论计算质谱中离子的来源,即对光电离和光解离过程进行了区分。结果表明,F原子在二氧化硅表面会反应生成一系列的氟氧硅化合物(SixOyFz),主要包括SiF4、SiF3OSiF3和SiFOSiF2OF等,质谱中观察到的SiF3+、SiF3OSiF2+等离子信号来源于其对应母体离子的解离碎片。实验测得SiF4的电离能为15.85eV,SiF3+和SiF3OSiF2+碎片离子的出现势分别为16.20、16.40eV。该方法实现了高效检测F原子刻蚀反应的产物,由于F原子具有较高的化学反应活性,该实验装置也可用于开展气相自由基反应研究,模拟大气化学和燃烧火焰等体系中的化学反应过程。

• 单位
  中国科学技术大学; 中国科学院安徽光学精密机械研究所; 中国科学院，安徽光学精密机械研究所