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氣體電離探測器（GED）能夠測量氣體中金屬顆粒的 ppq 水平。

該系統(tǒng)最初是為利用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）分析環(huán)境空氣中的金屬顆粒而開發(fā)的。現(xiàn)在它已擴展到半導體行業(yè)使用的特殊氣體。

ICP-MS 是測定各種樣品中金屬元素最靈敏的分析技術(shù)之一。由于水樣基本上是通過霧化器和噴淋室引入氬等離子體的，氣體分析需要耗時的樣品前處理，如過濾和鼓泡。此外，測定半導體氣體中 ppt 或亞 ppt 水平的雜質(zhì)極其困難。

如果氣體能夠直接引入氬等離子體，金屬顆粒無需預(yù)處理即可進行分析，且靈敏度高得多。然而，電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）在將其他氣體引入等離子體方面存在局限性，因為很難維持等離子體。

氣體交換裝置（GED）使用一種特殊的膜，能夠與氬氣交換其他氣體。氣體交換效率超過 99.99%。當樣品氣體中含有顆粒物時，樣品氣體被氬氣交換，顆粒物在 GED 出口隨氬氣氣流流出，可直接引入電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）的氬等離子體中進行分析。

因此，金屬雜質(zhì)的單個 ppq 級別可以直接進行分析。

氣體擴散增強（GED）的原理基于道爾頓定律和格雷厄姆定律。如上所示，將樣品氣體引入膜管內(nèi)側(cè)，將氬氣引入膜管外側(cè)。由于膜管內(nèi)樣品氣體的分壓高于外側(cè)，樣品氣體向膜管外側(cè)擴散。另一方面，膜管外側(cè)氬氣的分壓高于內(nèi)側(cè)，氬氣向膜管內(nèi)側(cè)擴散。氬氣掃氣流量遠高于樣品氣體流量，樣品氣體完全被氬氣取代（>99.99%），而顆粒不會穿過膜管，而是留在膜管內(nèi)。因此，顆粒在氬氣流中從 GED 中出來，被引入到 ICP-MS 的氬氣等離子體中進行分析。

主要應(yīng)用：

u環(huán)境

在正常環(huán)境空氣中，鉛的含量為 30 - 60 納克/立方米，鈾的含量為 0.1 - 0.3 納克/立方米。如圖 2 所示，在每個點 10 毫秒的積分時間內(nèi)檢測到許多 208Pb 粒子。

如圖 3 所示，還檢測到了環(huán)境空氣中的 235U 和 238U，積分時間分別為 10 毫秒和 10 秒。較短的積分時間可以檢測單個粒子，較長的積分時間可以累積粒子，從而進行準確的定量分析。

²³⁵U 和 ²³⁸U 的自然豐度分別為 0.72%和 99.27%，并且積分時間較長的結(jié)果顯示出良好的同位素比值一致性。

圖 4 展示了 56Fe 粒子的結(jié)果

清潔內(nèi)部的分析房間。外部清潔房間展示大量的 56Fe 粒子

半導體

對半導體工業(yè)中使用的 NH₃ 氣體進行了分析。圖5展示了使用和不使用濾波器的1毫秒積分時間的瞬態(tài)信號。從左側(cè)可以看出，沒有濾波器時，檢測到許多粒子，如銅、鋅和鉛。檢測到的銅濃度約為0.03ppm（重量）。

GED 產(chǎn)品的排列

普通教育發(fā)展（GED）課程