Termal iyonizasyon

Yüzey iyonizasyonu veya temas iyonizasyonu olarak da bilinen termal iyonizasyon, atomların sıcak bir yüzeyden desorbe edildiği ve bu süreçte iyonize edildiği fiziksel bir işlemdir.

Termal iyonizasyon, kütle spektrometrisi ve iyon demetleri oluşturmak için basit iyon kaynakları yapmak amacı ile kullanılır.^[1] Termal iyonizasyon, birçok jeolojik/nükleer uygulamada kullanılmasının yanı sıra atom ağırlıklarının belirlenmesinde yaygın olarak kullanıldı.^[2]

Fizik

Büyük bir kanonik topluluk kullanılarak hesaplanan, 1500 K'da buharlaştırılmış bir sezyum atomundaki yüzey iyonlaşma etkisi. Y ekseni: atomdaki ortalama elektron sayısı; 55 elektrona sahip olduğunda atom nötrdür. X ekseni: elektron kimyasal potansiyeline μ ve elektrostatik potansiyele ϕ bağlı enerji değişkeni (yüzey iş fonksiyonuna eşittir).

İyonlaşma olasılığı, filaman sıcaklığının, filaman substratının iş fonksiyonunun ve elementin iyonlaşma enerjisinin bir fonksiyonudur.

Bu durum, Saha-Langmuir denkleminde özetlenmiştir:^[3]

${\displaystyle {\frac {n_{+}}{n_{0}}}={\frac {g_{+}}{g_{0}}}\exp {\Bigg (}{\frac {W-\Delta E_{I}}{kT}}{\Bigg )}}$

${\displaystyle {\frac {n_{+}}{n_{0}}}}$= iyon sayısı yoğunluğunun nötr sayısı yoğunluğuna oranı

${\displaystyle {\frac {g_{+}}{g_{0}}}}$= iyonik (g_ +) ve nötr (g_0) durumların istatistiksel ağırlıklarının (dejenerasyon) oranı

${\displaystyle e}$= elektron yükü

${\displaystyle W}$= yüzeyin iş fonksiyonu

${\displaystyle \Delta E_{I}}$= dezorbe edilmiş elementin iyonlaşma enerjisi

${\displaystyle k}$= Boltzmann sabiti

${\displaystyle T}$= yüzey sıcaklığı

Ayrıca bakınız

• Langmuir-Taylor dedektörü
• Irving Langmuir
• Meghnad Saha

Kaynakça

1. Alton (1988). "Characterization of a cesium surface ionization source with a porous tungsten ionizer. I" (PDF). Review of Scientific Instruments. 59 (7): 1039-1044. doi:10.1063/1.1139776. ISSN 0034-6748. 19 Temmuz 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 12 Ekim 2020. 
2. Inorganic mass spectrometry : fundamentals and applications. New York, NY [u.a.]: Dekker. 2000. s. 1. ISBN 9780824702434. 
3. Dresser (Ocak 1968). "The Saha-Langmuir Equation and its Application" (PDF). Journal of Applied Physics. 39 (1): 338-339. doi:10.1063/1.1655755. Erişim tarihi: 11 Ekim 2007.