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

更新时间:2023-05-28

【摘要】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。

【关键词】 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

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