질문 ::

안녕하십니까 !!
많은 정보에 항상 감사드립니다.
다름이 아니오라 플라즈마 특성 측정장비인 PSM(plasma sampling mass analyzer, QMA의 일종)을 이용하여 중성입자를 측정하려 하는데 그게 쉽지 않아서 조언을 구하고자 합니다.
QMA의 경우 mass analyzing을 위해 quadrupole앞에 ion chamber가 위치하고 이를 통해 이온화된 종들이 m/z 에 따라 분석되는 것으로 알고 있슴니다. 물론 아이온의 측정에 있어서는 이온화가 불필요하겠지만 말입니다.
예를 들어 CF4 플라즈마를 분석할때 주로 발생되는 CFx 라디칼을 분석할경우, 플라즈마 리엑터로부터 입사되는 CFx라디칼과 더불어 QMA로 입사된 cf4가 이온 쳄버에서 이온화되고 이 양이 리엑터로 부터 입사된 양과 합쳐진 값을 얻게되는데 플라즈마 리엑터로부터 입사된 라디칼만을 얻을수 있는 방법이 없는지가 궁금합니다.
일반적으로 15eV정도의 낮은 electron energy에너지만을 필라멘트(이온 쳄버의)가해 입사된 CF4개스는 해리되지 않고 리엑터 내에서 입사된 CFx종만을 이온화시켜 측정하는 방법이 사용되어진다고 알고 있는데, 제가 실험해본 결과 counts가 거의 나오지 않았습니다.
제 실험 방법에 문제가 있었나요?
또 한가지 궁금한것은 high density plasma에서 이온화 율이 약 0.1%라고들 하는데 해리율은 얼마나 되는지가 궁금합니다. 다시 말씀드려서 이온과 라디칼중 어떤것이 더 많은지가 궁금합니다.
두서없이 쓴글을 읽어주셔서 감사드리고여..
더운 날씨에 건강 조심하십시오!!

답변 ::

PSM은 벤츠 한대값 정도의 고급 장비죠. 물론 EQP보다는 한단계 아래지만.
AMS는 첨부한 논문의 인용 그래프에서 보여주는 것 처럼 이온화 전자에너지를 문턱부근에서 측정을 해야하므로 신호의 크기가 아주 작은 것이 큰 흠입니다. 잘 보시면 논문의 Y-axis 가 Log scale로 되어있고, plasma on시 문턱이하에서 보이는 신호는 1/100 정도로 작습니다. 반면 송호영씨께서 측정한 그래프는 Linear scale로 나타내어져 있습니다. 측정이 안되는 것 처럼 보이는 것이 당연하죠.

방법은 이온화 전자 전류를 증가시키고 SEM의 증폭도를 올려야 합니다. AMS를 가장 잘쓰는 나고야 대학의 H.Sugai group에서는 하루에 한개씩 필라멘트를 갈아줄 정도로 전류 출력을 최대로 씁니다. 그리고 전자 에너지의 폭도 중요한데, 그들 나름대로 개조해서 쓰더군요. 예전에 제가 올린 글에도 나와있읍니다.(저아래 처음에) 아주 작은 양이니 측정 민감도를 올릴 수 있는 모든 setting을 최대로 조절하셔야 할것입니다.

Bless you !