El Duoplasmatron es una fuente de iones en la que un filamento catódico emite electrones en una cámara de vacío . [1] Un gas como el argón se introduce en cantidades muy pequeñas en la cámara, donde se carga o ioniza mediante interacciones con los electrones libres del cátodo, formando un plasma . Luego, el plasma se acelera a través de una serie de al menos dos rejillas altamente cargadas y se convierte en un haz de iones que se mueve a una velocidad bastante alta desde la apertura del dispositivo.
El duoplasmatrón fue desarrollado por primera vez en 1956 por Manfred von Ardenne para proporcionar una poderosa fuente de iones gaseosos. Otros contribuyentes como Demirkanov, Frohlich y Kistemaker continuaron el desarrollo entre 1959 y 1965. A lo largo de la década de 1960, muchos continuaron investigando y descubrieron la extracción de iones negativos y la producción de iones con carga múltiple. [1] Hay dos tipos de plasmatrones, el uniplasmatrón y el duoplasmatrón. El prefijo se refiere a la constricción de la descarga. [2]
El duoplasmatrón estándar consta de tres componentes principales que son responsables de su funcionamiento. Estos incluyen el cátodo caliente, el electrodo intermedio y el ánodo. La función principal del electrodo intermedio es producir descarga. Esta descarga está confinada a una pequeña porción cerca del ánodo y a un campo magnético corto entre el electrodo intermedio y el ánodo. El duoplasmatrón tiene dos tipos diferentes de plasma: el plasma catódico que está cerca del cátodo y el plasma anódico que está cerca del ánodo. El cátodo funciona inyectando un haz de electrones con una cantidad adecuada de energía. Esta inyección ioniza las moléculas de gas, típicamente gas argón, en el ánodo y aumenta el potencial cerca del ánodo. Sin embargo, los iones que son rechazados se combinan con los iones que contienen suficiente energía para pasar la región de desaceleración y esta combinación de iones llena la copa de expansión con iones y electrones dirigidos. [3] Se considera que el mejor modo operativo para el duoplasmatrón es cuando el cátodo se ajusta a una emisión en la que el electrodo intermedio y el potencial del cátodo son aproximadamente iguales. [1]
El duoplasmatrón es un tipo de fuente de iones . Las fuentes de iones son necesarias para formar iones para espectrómetros de masas y otros tipos de instrumentos. En comparación con las fuentes de ionización Penning, el duoplasmatrón presenta ventajas como menor gasto, manejo más sencillo y una vida útil más larga. Sin embargo, el duoplasmatrón tiene una intensidad de haz más baja, lo que puede ser una gran desventaja. [4]