Mesin pelapisan ion vakum sering kali perlu menggunakan spektrometer massa untuk mengontrol proses pelapisannya, dan spektrometer massa siklotron adalah sejenis spektrometer massa keseimbangan energi. Ini didasarkan pada fenomena resonansi cyclotron ion dalam medan listrik frekuensi tinggi ortogonal dan medan magnet DC sebagai prinsip kerjanya. Prinsip dasarnya diusulkan oleh Hipple et al. Pada tahun 1949. Pada tahun 1951, Thomas et al. pertama kali mengembangkan spektrometer massa. Pada tahun 1954, Alpert et al. Mengembangkan spektrometer massa siklotron sederhana yang dapat digunakan untuk menganalisis gas residual di bawah vakum ultra-tinggi, yang sangat mempromosikan pengembangan teknologi vakum yang sangat tinggi. Pada tahun 1960, Klopfer mengembangkan spektrometer massa siklotron yang kompleks yang dapat menghilangkan pengaruh muatan ruang ion non-resonansi. Sensitivitas spektrometer massa dapat tetap tidak berubah dalam 10%, memungkinkan analisis kuantitatif. Namun, ia memiliki kelemahan penyesuaian parameter yang sulit, struktur kompleks, dan sulit untuk sepenuhnya mendegas elektroda internal.
Karena sumber penganalisa dan ion dari spektrometer massa siklotron hidup berdampingan di ruang kecil, medan listrik akan terganggu oleh ion non-resonan. Oleh karena itu, untuk mengatasi distorsi medan listrik yang disebabkan oleh ion non-resonan, spektrometer massa siklotron tipe tabung kompleks dikembangkan berdasarkan spektrometer massa siklotron sederhana, dan kinerjanya lebih stabil daripada spektrometer massa siklotron sederhana.
Parameter utama dari spektrometer massa adalah: konstanta sensitivitas, frekuensi resonansi siklotron, jari-jari maksimum yang tidak dapat dicapai oleh ion non-resonansi massa M+△ M, resolusi, energi akhir dari ion resonansi, panjang lintasan ion resonansi, ion penerbangan ion resonan, dan jumlah siklotron sion resonansi.
Keuntungan dan kerugiannya adalah:
1. Keuntungan: lebih sedikit bagian, elektroda tipis, ukuran kecil, lebih sedikit outgassing dan hampir tidak ada "efek memori", dll., Terutama cocok untuk analisis gas residual volume kecil vakum yang sangat tinggi.
2. Kerugian: Operasi yang tidak nyaman, standar massa nonlinier, medan magnet diperlukan, perekaman otomatis garis spektral yang kompleks, dan ketidakmampuan untuk menggunakan pengganda elektron untuk deteksi, yang membatasi tekanan minimum yang terdeteksi.
Pada tahun 1960, sebuah perguruan tinggi di Chengdu, negara saya pertama kali berhasil mengembangkan spektrometer massa Cyclotron; Pada tahun 1963, Institute of Electronics of Chinese Academy of Sciences melakukan studi terperinci tentang karakteristik kerja spektrometer massa siklotron sederhana; Pada tahun 1965, Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Sciences mengembangkan serangkaian peralatan spektrometer massa siklotron sederhana dengan akurasi kuantitatif 20%, meletakkan dasar untuk penelitian dan pengembangan spektrometer massa selanjutnya untuk mesin pelapisan ion.
