Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 13
1.1. Оксидные бронзы переходных металлов 13
1.2. Натрий - ванадиевые оксидные бронзы
1.2.1 Кристаллохимия натрий - ванадиевых оксидных бронз 14
1.2.2 Электронная структура натрий - ванадиевых оксидных бронз... 19
1.2.3 Физические свойства натрий - ванадиевых оксидных бронз 23
1.2.4 Поверхностно - ионизационные свойства натрий - ванадиевых оксидных бронз 1.3. Технологии синтеза натрий - ванадиевых оксидных бронз 33
1.4. Применение оксидных бронз в приборах и устройствах 35
1.5. Применение оксидных бронз в газоанализаторах органических соединений 38
1.6. Выводы по главе 1 46
Глава 2. Цель и задачи диссертационной работы 49
Глава 3. Технология синтеза и структура оксидных бронз щелочного металла 50
3.1. Технология синтеза оксидных бронз 50
3.1.1 Поликристаллические порошки оксидных бронз 50
3.1.2 Монокристаллы оксидных бронз
3.2. Кристаллическая структура оксидных бронз 58
3.3. Микроструктура оксидных бронз
3.3.1 Поликристаллы оксидных бронз 60
3.3.2 Монокристаллы оксидных бронз 63
3.3.3 Термическая стабильность микроструктуры оксидных бронз... 64
3.4. Выводы по главе 3 68
Глава 4. Электронная структура оксидных бронз щелочного металла .
4.1. Методика экспериментальных исследований 69
4.2. Фотоэлектронная спектроскопия оксидных бронз 72
4.3. Спектроскопия характеристических потерь энергии электронов 77
4.4. Обсуждение экспериментальных результатов 82
4.5. Выводы по главе 4 89
Глава 5. Поверхностно-ионизационные свойства оксидных бронз ще лочного металла 90
5.1. Методика экспериментальных исследований 90
5.2. Поверхностно-ионизационные свойства поликристаллов простых оксидных бронз 100
5.3. Поверхностно-ионизационные свойства поликристаллов сложных оксидных бронз 102
5.4. Поверхностно-ионизационные свойства монокристаллов оксидных бронз 106
5.5. Выводы по главе 5 109
Глава 6. Применение оксидных бронз в газоаналитических приборах ... 110
6.1. Технология изготовления термоэмиттеров ионов нитросоеди-нений 110
6.2. Масс-спектрометрия ионного тока технического тротила 114
6.3. Дрейф-спектрометрия ионного тока технического тротила 119
6.4. Разработка макета датчика-газоанализатора нитросоединений... 124
6.5. Выводы по главе 6 128
Общие выводы 130
Литература
- Кристаллохимия натрий - ванадиевых оксидных бронз
- Поликристаллические порошки оксидных бронз
- Фотоэлектронная спектроскопия оксидных бронз
- Поверхностно-ионизационные свойства поликристаллов сложных оксидных бронз
Кристаллохимия натрий - ванадиевых оксидных бронз
Было установлено, что оптимальной скоростью роста монокристаллов является скорость 9,5 мм/час. При более низкой скорости кристаллизации в результате образуется связка из «прутков» бронзы с диаметром каждого прутка порядка 1 мм. При более высокой скорости роста образуются поперечные блоки с большим количеством пор.
После выращивания монокристаллов их торцы обрезали алмазным диском и с них снимали рентгенограммы. Результаты рентгенофазового анализа торцов малого (с конусной части слитка) и большого (с верхней части слитка) диаметров кристалла приведены на Рис. 3.9 Дифрактограмма с поверхности слитка Nao ViOs, полученного после кристаллизации методом Бриджмена со стороны меньшего диаметра
Ввиду сильной анизотропии оксидных бронз при росте монокристаллов методом Бриджмена в заостренных кварцевых ампулах рост кристалла происходит с его ориентацией (010) по отношению к кристаллической решетке бронзы. При этом на рентгенограммах рефлексы от других кристаллографических плоскостях отсутствуют. Данное кристаллографическое направление совпадает с направлением каналов в решетке оксидной бронзы, вдоль которых имеет место преимущественная диффузия атомов натрия.
Дифрактограмма с поверхности слитка Nao Os, полученного после кристаллизации методом Бриджмена со стороны большего диаметра
По результатам разработки технологии выращивания монокристалла оксидной бронзы, в соответствии с ГОСТ 2.114-95, разработан Проект Технических условий на монокристалл натрий - ванадиевой оксидной бронзы, приведенный в Приложении. 3.2. Кристаллическая структура оксидных бронз
Как отмечалось в Литературном обзоре, область р - фазы натрий - ванадиевой бронзы типа NaxV205 существует при концентрации натрия х = 0,22 -0,40, как следует из диаграммы состояния данной системы [2]. При значении х = 0,28 линии ликвидуса и солидуса сходятся, а при х = 0,33 и х = 0,23 расстояние между ними по шкале температуры составляет, по разным данным, 10-20 С. Нами была исследована кристаллическая структура монокристаллов оксидных бронз при значениях х = 0,23; 0,28 и 0,33 [82-83]. На Рис. 3.11 в качестве примера приведены рентгенограммы для бронзы состава Nao Os.
Рентгенограммы расположены сверху вниз в следующем порядке: исходный порошок оксидной бронзы, поперечный срез монокристалла и продольный срез монокристалла. На приведенных рентгенограммах у каждого пика приведены значения углов отражения и соответствующие им кристаллографические плоскости. Рентгенофазовый анализ образцов был выполнен на автоматизированном рентгеновском дифрактометре ДРОН-3 с использованием фильтрованного СиКа- излучения и внутреннего эталона - германия.
Рентгенограммы бронзы состава Nao ViOs (сверху вниз): исходный поликристалл, поперечный и продольный срезы монокристалла Было установлено, что преобладающей фазой (порядка 98-99%) является оксидная ванадиевая бронза NaxV205 с моноклинной структурой. На продольном срезе кристалла проявляются только рефлексы (hOl), а на поперечном срезе преобладающим по интенсивности является рефлекс (020). Определенные нами по результатам индицирования дифрактограмм параметры моноклинной элементарной решетки а, Ь, с, угол Р и объем элементарной ячейки V оксидных бронз состава NaxV205 при х = 0,23, 0,28 и 0,33, а также известные литературные данные приведены в Таблице 12.
С ростом содержания Na в образцах происходит немонотонное изменение параметров кристаллической структуры оксидной бронзы. Одновременно с возрастанием параметра b происходит уменьшение параметра а кристаллической решетки, в то время как параметр с, угол р и объем элементарной ячейки V принимают минимальные значения при х = 0,28.
В оксидных бронзах щелочного металла ванадий находится частично в пятивалентном и частично в четырехвалентном состоянии, причем степень окисления ванадия зависит от параметра х оксидной бронзы [2, 6-9]. При значении х = 0,33 атомы натрия занимают ровно половину всех возможных позиций в кристаллической ячейке, а их взаимное расположение не упорядочено. С уменьшением параметра х степень окисления ванадия уменьшается, при этом при х 0,33 возникает упорядочение в расположении атомов натрия в кристаллической решетке, при этом исключается одновременное расположение атомов натрия в двух соседних позициях кристаллической ячейки [2, 9]. Как следует из таблицы 3.4, при х = 0,28 объем, приходящийся на одну элементарную ячейку, минимален, поэтому можно предположить, что для данного состава имеет место максимальное упорядочение в расположении атомов натрия в кристаллической решетке бронзы. Упорядочение в расположении атомов натрия может проявиться в увеличении диффузионной подвижности ионов натрия в кристаллической структуре бронзы.
Образцы поликристаллов оксидных бронз состава NaxV205 для исследования электронной структуры и поверхностно-ионизационных свойств приготавливали следующим образом. Исходный порошок после синтеза перетирали в агатовой ступке в течение 20 минут, после чего просеивали через 2 последовательно расположенные сита с размерами ячеек соответственно 100 мкм и 50 мкм. Затем прессовали таблетки диаметром 7 мм и толщиной 1,5 мм (навеска массой 0,175 г) в ручном прессе при давлении прессования 130 кГс/см , при этом использовали фракцию порошка бронзы, имеющей размеры частиц в интервале 50-100 мкм. После прессования таблетки спекали на воздухе при температуре 650 С в течение 6 часов. На Рис. 3.12 в качестве примера приведена микроструктура поверхности поликристаллического образца бронзы состава Маод8V2O5 после прессования и спекания таблеток диаметром 7 мм и толщиной 1,5 мм. Изображение получено в электронном микроскопе фирмы Брукер.
На Рис. 3.13 в качестве примера приведена микроструктура поверхности поликристаллического образца состава Nao,28V205 +5% М0О3, полученная в электронном микроскопе, после прессования и спекания, а на Рис. 3.14 - результаты анализа состава образца методом рентгеноспектрального микроанализа на установке фирмы Брукер. Рис. 3.12. Микроструктура образца бронзы Na gViOs после прессования
Измерение поверхностно-ионизационных свойств оксидных бронз щелочного металла занимает примерно 1,5-2 часа, при этом температура оксидной бронзы в процессе измерений достигает 600 С. На Рис. 3.15 приведена микроструктура поверхности оксидной бронзы состава Na Os +5% М0О3, полученная в электронном микроскопе после проведения измерений поверхностно-ионизационных свойств бронзы, а на Рис. 3.16 - результат исследования состава поверхности бронзы методом рентгеноспектрального микроанализа.
Поликристаллические порошки оксидных бронз
Для измерения фотоэлектронных спектров и спектров характеристических потерь энергии электронов использовали энергоанализатор фирмы Perkin-Elmer 15-255GAR со встроенной электронной пушкой. Энергетическое разрешение энергоанализатора было менее 0.1 eV, но общее энергетическое разрешение определялось немонохроматичностью первичного пучка электронов и составляло 0,7 эВ. Фотоэлектронные спектры далее на рисунках показаны в произвольных единицах для оси интенсивности, по оси абсцисс отложена энергия относительно уровня Ферми.
На поверхности не очищенного образца (спектр 4) находится большое количество продуктов взаимодействия материала с атмосферой - гидроксилы, карбонаты и др., что отражается на форме спектра: валентная зона сильно искажена, а более глубокие электронные уровни плохо проявляются на спектре. Наибольший вклад в спектр вносят 02р и 02s электронные состояния. В спектре не очищенного образца видна валентная зона при энергиях связи 0 - 12 эВ с характерными особенностями при энергиях связи 1,1 эВ, 6,3 эВ и 10,5 эВ. Кроме того, хорошо заметны пики при энергиях связи 13,5 эВ, 16,9 эВ, 25,55 эВ и 40,45 эВ и другие, менее выраженные особенности. Спектр не очищенного образца приведен для того, чтобы оценить, насколько эффективна очистка поверхности образцов с использованием щетки из волокон бора. Пик с энергией связи 10,5 эВ (спектр 4) обычно соответствует недостаточно чистой поверхности, и он мало заметен на спектрах 1,2 и 3, что свидетельствует об эффективности применявшегося метода очистки поверхности. После очистки поверхности спектры образцов выглядят совсем по-другому (спектры 1,2,3), и они хорошо согласуются с данными [17] для соединений Na Os (спектр 2) и Nao Os. Видна валентная зона при энергиях связи 0 - 9 эВ, в которой хорошо заметен предпик при энергии связи около 1,1 эВ, характерные особенности при энергиях связи около 4эВ, 5,6 эВ и 6,3 эВ. Валентная зона образована гибридизован-ными V4s, V3d, 02р и Na3s электронными состояниями. При энергии возбуждения фотонов 120 эВ основной вклад в спектр валентной зоны дают V3d и 02р электронные состояния в соответствии с данными по сечениям фотовозбуждения [89], а вклад V4s и Na3s электронных состояний пренебрежимо мал. Хорошо заметны пики при энергиях связи около 21,4 эВ и полушириной 2,3 эВ, которые соответствует 02s электронным состояниям, и пики при 30 эВ и полушириной 1,6 эВ который соответствует Na2p электронным состояниям. Более сложный вид у пиков при энергиях связи около 42 эВ с плечом при 39,9 эВ, который соответствует V3p электронным состояниям. По данным работы [24], в которой исследовались различные окислы ванадия, пик при энергии около 42 эВ обусловлен V3p электронными состояниями стехиометрического окисла V2O5, а плечо при энергии связи около 40 эВ обусловлено электронными состояниями ванадия с валентностью четыре и менее. Точные значения энергий связи всех пиков для каждого образца представлены в Таблице 13.
В этой же таблице приведены данные по энергиям связи для V2p3/2, V2pi/2 и Ols глубоких уровней для образцов разного состава, полученных при энергии фотонов 600 эВ и показанных на Рис. 4.5. -530 -525 -520 -515
Спектры 1, 2 и 3 на Рис.4.5 получены для образцов Nao.23V205, Nao.28V205 и Nao.33V205, соответственно. На спектрах видны пики Ols с энергиями около 530.1 эВ с шириной на полувысоте 1.1 эВ и пики V2p3/2 (около 517 эВ) и широкие пики V2p1/2 уровней. Пик V2p3/2 уровня имеет треугольную форму с выраженной асимметрией. Здесь также заметны вклады от электронных состояний V2p3/2 с более низкими степенями окисления. Проведено разложение пиков V2p3/2 уровня на составляющие пики. Форма спектра после вычета фона хорошо апроксимируется суммой двух пиков. На Рис.4.5 показаны тонкими линиями фон и пики разложения. Интересно, что ширина пиков разложения с большей энергией связи составляет 1.43 эВ, 1.28 эВ и 1.1 эВ для спектров 1, 2 и 3, соответственно, то есть с увеличением легирования ширина пиков уменьшается и уменьшается относительная амплитуда. А ширина пиков разложения с меньшей энергией связи составляет 1.56 эВ, 1.57 эВ и 1.97 эВ для спектров 1, 2 и 3, соответственно, то есть с увеличением легирования ширина увеличивается и увеличивается относительная амплитуда. Относительные интенсивности пиков разложения с большей и с меньшей энергиями связи совершенно не соот 76
ветствуют уровню легирования. По-видимому, большой вклад в спектры дают поверхностные состояния.
Полученные данные свидетельствуют о том, что полученные образцы NaxV205 имеют сложную электронную структуру. Даже при небольшом изменении концентрации атомов натрия происходят достаточно заметные изменения формы плотности электронных состояний валентной зоны и изменения параметров кристаллической решетки. Кроме того, заметное количество атомов ванадия имеет валентность 4+ или даже менее. Основное отличие спектров NaxV205 по сравнению друг с другом - в амплитуде пиков эмиссии фотоэлектронов при энергии около 30 эВ, соответствующего Na2p уровню. В то время как остальные пики имеют приблизительно одинаковую амплитуду, амплитуда Na2p пиков совершенно не соответствует уровню легирования. Для образца Nao,28V205 он гораздо больше других, что свидетельствует о том, что в поверхностном слое гораздо больше натрия. Для этого образца был измерен ФЭС спектр под скользящим углом эмиссии фотоэлектронов, показанный на Рис. 4.6. Спектры 1 и 2 соответствуют двум последовательным измерениям, которые, как видно, хорошо воспроизводятся.
Спектры фотоэлектронной эмиссии для образца Nao,28V205 под скользящим углом эмиссии фотоэлектронов На Рис. 4.6 видно, что сигнал от Na2p уровня заметно уменьшается под скользящим углом, но остается гораздо больше сигнала Na2p уровня для других образцов. Отметим, что сигнал от Na3s в валентной зоне должен быть очень слабым вследствие малого сечения фотоэмиссии по сравнению с вкладами от V3d и 02р электронных состояний, поэтому зафиксировать сигнал от поверхностного слоя натрия не представлялось возможным. В то же время амплитуда Na2p уровня, по-видимому, зависит от эффективности диффузии атомов натрия из объема на поверхность кристаллической решетки бронзы. Поэтому полученные результаты дают основание полагать, что эффективность диффузии натрия из объема кристалла на поверхность максимальна для соединения состава Naoj28V205.
Фотоэлектронная спектроскопия оксидных бронз
Платина имеет наибольший и стабильный температурный коэффициент удельного электросопротивления среди чистых металлов. Поэтому в устройстве рис. 5.4 спираль была использована и как нагревательный элемент, и как датчик температуры спирали. Нагрев спирали осуществляется через выводы 1 и 2 из никелевой проволоки диаметром 1 мм, а измерение падения напряжения на спирали - через потенциальные выводы 3 и 4.
Активирование оксидной бронзы, обеспечивающее при измерениях получение стабильных поверхностно-ионизационных свойств материалов, осуществляли путем нескольких прогревов оксидной бронзы до температуры 600 С в динамическом режиме. Для этого на подогреватель термоэмиттера подавали напряжение 8 Вольт, регистрировали зависимость тока коллектора от времени в процессе выхода температуры термоэмиттера на стационарное значение (600 С) и по форме данной зависимости определяли степень активирования оксидной бронзы. На Рис. 5.6 приведена указанная зависимость при первом нагреве термоэмиттера, а на Рис. 5.7 - зависимость для хорошо активированного термоэмиттера (обычно третий нагрев).
Для активированного термоэмиттера на основе оксидных бронз в конце цикла нагрева величина фонового тока составляла не менее 2 10"9 А, причем величина «полочки» на кривой фонового тока составляла не менее 7 10"10 А. Определение энергии активации поверхностной ионизации При определении энергии активации поверхностной ионизации обработку экспериментальных данных проводили с использованием известного уравнения [78] где J - величина плотности ионного тока, к - постоянная Больцмана; Т - температура; е - заряд электрона; Е - напряженность электрического поля у поверхности термоэмиттера; В — константа; Р — давление пара органических молекул у поверхности оксида; АЕ — энергия активации поверхностной ионизации органического соединения. Уравнение (5.2) справедливо в интервале напряжений «коллектор - термоэмиттер» 240 - 300 Вольт и отражает режим полного сбора ионов с поверхности термоэмиттера, не ограниченного объемным зарядом ионов.
Методика измерений, обработки результатов и нахождения величины энергии активации поверхностной ионизации состоит из трех этапов: - регистрация вольт - амперных характеристик (зависимостей тока ионов от напряжения U «термоэмиттер - коллектор ионов») при нескольких значениях температуры термоэмиттера; с использованием значений ионного тока при нулевом значении электрического поля. Величина тангенса угла наклона получающихся участков прямых численно равна значению энергии активации поверхностной ионизации, выраженной в эВ, для каждого интервала температур.
Для реально применяемых термоэмиттеров ионов и интервала напряжения «термоэмиттер - коллектор ионов» 240-300 Вольт вклад второго слагаемого в показателе экспоненты уравнения (5.2) не превышает 0,05 эВ. Поэтому измерения можно проводить при фиксированной величине напряжения, например, 300 В, обеспечивающего отбор всего ионного тока с поверхности термоэмиттера.
Методика измерения дрейфовой подвижности ионов Для измерения дрейфовой подвижности ионов обычно используют «дрейфовые трубки», причем все методики измерений восходят к классической монографии [72]. Нами был предложен метод, основанный на обработке вольт-амперной характеристики поверхностно-ионизационного дрейфового диода в области ограничения тока объемным зарядом [98, 145] с использованием соотношения [78] где s0 — диэлектрическая постоянная; ц0 — дрейфовая подвижность ионов в пределе малой напряженности электрического поля; d0 и и0 — параметры, величины которых определяются объемным зарядом в области термоэмиттер -коллектор ионов. В уравнении (5.3) можно ввести коэффициент А
Величина константы А может быть определена путем калибровки прибора, то есть определения дрейфовой подвижности для вещества, для которого дрейфовая подвижность измерена другим независимым способом. Критерием достоверности получаемых результатов при измерении дрейфовой подвижности ионов будет линейность экспериментальной вольт-амперной характеристики, построенной в координатах J J (и) - и.
Из литературы [91] известно, что для протонированных ионов пиридина величина дрейфовой подвижности ц0, равна 1,81 ±0,09 см/В-с. Это позволяет использовать пиридин в качестве калибровочного органического соединения и определить значение константы А для дрейфового диода рассмотренной выше конструкции, которая оказалась равной А = (2,07± 0,06)-10-15 Кл/В-см4.
На Рис. 5.8 приведены результаты измерения зависимости тока коллектора от ускоряющего напряжения при шести последовательных сканированиях напряжения «термоэмиттер - коллектор ионов» в интервале напряжений 40-300 В при испарении пиридина [92-94].
Поверхностно-ионизационные свойства поликристаллов сложных оксидных бронз
Результаты качественных исследований показали, что технический тротил содержит изомеры тринитротолуола, динитротолуола, мононитротолуола и органическую связку. Количественные исследования нами не проводились ввиду отсутствия соответствующих эталонов компонентов технического тротила. Масс-спектрометрия ионного тока технического тротила Был исследован масс-спектр технического тротила при подаче на вход прибора паров указанного вещества при температуре термоэмиттера 450 С [103]. На Рис. 6.4 показан спектр масс тротила в диапазоне масс 200 - 500 а.е.м.,
В масс-спектре фонового тока преобладающими являются массы 317 и 429 а.е.м., а также ион с массой 407 а.е.м., который идентифицируется как ион Л С Н НгО. Образование ионов с массами 317 и 429 а.е.м. связано с тем, что входной канал прибора находится вблизи выхлопного канала форвакуумного насоса масс-спектрометра, в котором в качестве рабочей жидкости применяется синтетическое масло на основе силоксанов. В частности, массе 317 а.е.м. соответствует ион [(CH3)3-Si-0-(SiH2-0)3-Si(CH3)2-0-CH3 H+, массе 429 а.е.м. -ион [(CH3)3-Si-0-(SiH2-0)3-Si-(CH3)3] 5H20 K+. Экспериментально определенный изотопный состав данных ионов соответствует расчетным изотопным составам. В области еще больших масс в масс-спектрах присутствуют ионы с массой 595 а.е.м., 707 а.е.м. и 819 а.е.м., которые являются производными указанных первичных типов ионов, так как при подаче в масс-спектрометр гелия данные массы «разбиваются» с образованием ионов с массами 317 а.е.м. и 429 а.е.м. Аналогичный результат был получен ранее при исследовании масс-спектров ионов, образующихся при ионизации аминов на поверхности микролегированных сплавов молибдена [101-102].
Отметим, что мононитротолуол и динитротолуол содержатся в техническом тротиле и обладают по сравнению с последним более высокой летучестью. Кроме того, они могут образовываться в результате частичной диссоциации тринитротолуола на нагретой поверхности термоэмиттера с потерей нитро-групп. Таким образом, поверхностная ионизация нитросоединений на поверхности оксидной бронзы щелочного металла протекает с захватом ионов натрия и возможным захватом некоторого количества молекул воды из воздуха при движении первичных ионов в трубке дрейфа.
В Литературном обзоре нами было показано, что поверхностно-ионизационная дрейф-спектрометрия ранее применялась в режиме аналоговой регистрации дрейф-спектров. При этом спектры имели вид широких пиков с признаками тонкой структуры спектров.
Ранее в литературе предпринимались попытки выделения тонкой структуры дрейф-спектров при традиционных способах ионизации органических соединений [105-106]. Однако при коронной, лазерной или изотопной ионизации органических молекул в составе ионного пучка присутствуют ионы с положительным и отрицательным зарядом, что приводит к неоднозначным результатам расшифровки дрейф-спектров.
Нами было установлено, что пики тонкой структуры поверхностно-ионизационных дрейф-спектров имеет форму Гаусса, и было исследовано уши-рение пиков, обусловленное действием объемного заряда ионного пучка и аберраций дрейф-камеры [103, 107-109]. На Рис. 6.6 в качестве примера приведена зависимость полуширины Гауссовых пиков фонового тока в зависимости от тока коллектора дрейф-камеры.
На Рис. 6.7 приведена тонкая структура дрейф-спектра технического тротила при напряжении высоковольтного генератора 1670 Вольт после очистки спектра от шумов корреляционным методом, а на Рис. 6.8 - дрейф-спектр при напряжении генератора 2000 Вольт. Для нахождения положений пиков тонкой структуры был использован метод двойного дифференцирования пика, очищенного от шумов.
Пики 1 и 2 в дрейф-спектрах относятся собственно к тринитротолуолу, а пики 3 - 6 - к фоновому току термоэмиттера. Набор параметров, приведенных в таблице 6.6, может быть использован для идентификации технического тротила методом дрейф-спектрометрии.
Важной особенностью дрейф-спектрометров нелинейной дрейфовой подвижности ионов является то обстоятельство, что в используемом диапазоне напряжений высоковольтного генератора ионы органических молекул между столкновениями приобретают энергии, существенно превосходящую тепловую энергию кТ. Поэтому в результате каждого столкновения с молекулами воздуха ионы органических молекул не термализуются, то есть средний угол отклонения молекул после столкновений лежит не в интервале углов 0 - 180, а в интервале 0-0, причем величина угла 0 будет зависеть от соотношения масс органической молекулы и молекул воздуха. Это означает, что эффективное значение линейной дрейфовой подвижности, измеренное в соответствии с выражением (1.9) и входящее в выражение (1.7), будет существенно выше значения, измеренного классическим методом с использованием дрейфовой трубки. При этом более тяжелые ионы будут иметь более высокие значения эффективной подвижности. Данные обстоятельства нашли отражение в результатах измерения линейной подвижности ионов, представленных в Таблице 25. Подвижность всех представленных ионов, измеренная классическим методом, должна составлять порядка 1 см2/В с, в то время как подвижность, измеренная в соответ-ствии с выражением (1.9), лежит в интервале (5,4 - 9,1) см /В с.
Нами были проведены теоретические и экспериментальные исследования поверхностно-ионизационного диода, состоящего из поверхностно-ионизационного термоэмиттера ионов, коллектора ионов, термодесорбера - накопителя и системы прокачки воздуха [108-109]. Устройство может быть использовано для одновременного определения трех физико-химических характеристик органических молекул, имеющихся в составе воздуха.
На основе данного теоретического подхода разработан макет датчика, предназначенного для использования в системах пожарно-охранной сигнализации и системах мониторинга воздушной сред. Эффективная разрешающая спо-собность датчика - до 1000, чувствительность - до 10" г/см , время анализа -от 1 до 30 сек.
