适合航天应用的MEMS离子阱质谱仪研究

项目名称： 适合航天应用的MEMS离子阱质谱仪研究

项目编号： No.21175121

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 分析化学

项目作者： 黄刚

作者单位： 中国航天员科研训练中心

项目金额： 60万元

中文摘要： 离子阱能够实现离子的贮存与积累，性能优异，对真空系统要求低，便于加工和组装，最适合小型化研究。碳纳米管或碳纳米颗粒具有优异的场致发射特性，将其组装在微结构上可实现离子源的小型化。本课拟采用MEMS加工工艺,在硅基底上研制基于圆柱形离子阱质量分析器和纳米材料的三极管式离子源的新型质谱仪，实现质谱仪的小型化、阵列化，研制出原理样机，初步实现大气环境成分的检测，为最终实现适合航天应用的便携式质谱仪打下基础。主要研究内容包括：圆柱形离子阱质量分析器的理论分析与仿真研究；圆柱形离子阱质量分析器的结构设计、优化和实验研究；圆柱形离子阱MEMS结构及纳米材料的沉积工艺研究和离子阱及离子源在PCB电路板上的集成研究。利用MEMS技术和纳米材料制作微型离子阱和离子源，工艺一致性好，装配简单，且可以实现阵列化。这种集成度高、体积小、功耗低、灵敏度高的便携式质谱仪除适合航天用外，将具有广阔的应用前景。

中文关键词： 微机电系统；离子阱；质谱仪；铁电阴极离子源；仿真

英文摘要：

英文关键词： MEMS；ion trap；mass spectrometer；ferroelectric cathode ion source；simulaton