电离、电晕放电、激光电离、电子冲击、场致电离、化学电离和电喷射。22.根据权利要求1所述的设备，其中，使用下列各项中的至少一项在所述设备的内部形成所述离子:光致电离、电晕放电、激光电离、电子冲击、场致电离、化学电离和电喷射。23.根据权利要求4所述的设备，其中，所述电场是静态电场或动态电场。24.根据权利要求23所述的设备，其中，所述静态电场是DC梯度并且所述动态电场是行波。25.根据权利要求1所述的设备，其中，具有两个或两个以上固有频率和不同的电场强度的所述RF电势被共同施加于位于所述表面上的所述电极的阵列，并且利用施加的图案产生了抑制带电离子接近所述表面中的一个或两个的赝势且m/z比范围基本上大于具有单频率的其它RF电势的能够实行的范围。26.根据权利要求2所述的设备，其中，所述电极的内阵列包括两个或两个以上具有相邻电极的电极，所述相邻电极具有被施加了 RF的相位，使得基本上减少了为接近所述表面中的一个的离子而形成的阱。27.根据权利要求1所述的设备，其中，所述表面是下列各项中的一个:基本上是平面的、基本上是平行的和不平坦的。28.—种离子操作设备，包括: a.一对基本上平行的表面； b.内电极的阵列，被包含在各个平行的所述表面内并且所述内电极的阵列基本上沿着各个平行的所述表面的长度延伸； c.电极的第一外阵列和所述电极的第二外阵列，均被定位在所述内电极的一侧并且被包含在各个平行的所述表面内并且基本上沿着各平行的所述表面的长度延伸，其中，形成抑制带点粒子接近平行的所述表面中的任一个的赝势；和 d.RF电压源和DC电压源，其中，将第一DC电压源施加于所述电极的第一外阵列和所述电极的第二外阵列，并且其中，通过对各电极施加第二 DC电压而将具有叠加的电场的RF频率施加于所述内电极，使得离子在离子限制区域内在平行的所述表面之间沿着所述叠加的电场的方向移动或被限制在所述离子限制区域内。29.根据权利要求28所述的设备，其中，至少一个内电极上的RF与相邻的内电极异相。30.根据权利要求28所述的设备，其中，各内电极与相邻的内电极移相以形成所述赝势。31.根据权利要求28所述的设备，其中，所述内电极的阵列、所述电极的第一外阵列和所述电极的第二外阵列均包括位于一对平行的所述表面上的至少两个电极。32.根据权利要求28所述的设备，其中，施加于所述电极的RF的频率在0.1kHz与50MHz之间、RF峰间电压是10伏至2000伏、所述电场是在0伏/毫米与5000伏/毫米之间并且压力在10 3托与大气气压之间。33.根据权利要求28所述的设备，其中，所述电极垂直于所述表面中的至少一个。34.根据权利要求28所述的设备，其中，所述电极包括位于所述表面上的薄导电层。35.根据权利要求28所述的设备，其中，多对所述表面形成下列结构中的至少一个:a，基本上为T形的结构，允许所述离子在所述T形的结构的接合点处转向山，基本上为Y形的结构，允许所述离子在所述Y形的结构的接合点处转向；C，基本上为X形的结构或十字形的结构，允许所述离子在所述X形的结构或所述十字形的结构的一条或多条边的接合点处转向；以及d，基本上为多向的形状结构，诸如具有多个接合点的星号(*)形状，允许所述离子在所述多向的形状结构的一条或多条边的接合点处转向。36.根据权利要求28所述的设备，其中，所述电场允许所述离子在环形路径、矩形路径或不规则路径中移动以允许所述离子不止一次地通过。37.根据权利要求28所述的设备，其中，所述表面之间的空间包括与离子进行反应的气体。38.根据权利要求28所述的设备，进一步包括多个回旋级。39.根据权利要求38所述的设备，其中，以堆叠的方式布置所述多个回旋级。40.根据权利要求28所述的设备，其中，所述设备耦接至下列各项中的至少一个:电荷检测器、光学检测器和质谱仪。41.根据权利要求28所述的设备，其中，所述设备被用于执行离子迀移性分离。42.根据权利要求28所述的设备，其中，使用印刷电路板技术制作所述设备。43.根据权利要求28所述的设备，其中，利用下列各项中的至少一项在所述设备的内部形成所述离子:光致电离、电晕放电、激光电离、电子冲击、场致电离、化学电离和电喷射。44.根据权利要求28所述的设备，其中，从所述设备的外部引入所述离子。45.根据权利要求28所述的设备，其中，从所述设备的外部引入所述离子并且使用下列各项中的至少一项形成所述离子:光致电离、电晕放电、激光电离、电子冲击、场致电离、化学电离和电喷射。46.根据权利要求28所述的设备，其中，所述设备被用于下列各项中的至少一项:离子迀移性分离、不同的离子迀移性分离(FA頂S)、离子-分子、离子-离子或离子-表面反应和离子俘获。47.根据权利要求28所述的设备，其中，所述电场是静态电场或动态电场。48.根据权利要求47所述的设备，其中，所述静态电场是DC梯度并且所述动态电场是行波。49.根据权利要求28所述的设备，其中，所述电极中的一个或多个与所述表面具有0.5謹至ICtam的间隙。50.根据权利要求49所述的设备，其中，所述电极中的一个或多个与所述表面中的一个或多个之间具有充足的间隙使得防止由于电极之间的表面的充电而导致设备性能下降。51.根据权利要求28所述的设备，其中，基本上平行的所述表面是平面。52.根据权利要求28所述的设备，其中，基本上平行的所述表面不是平面。53.一种操作离子的方法，包括: a.将离子注入在一对基本上平行的表面之间，其中，各平行的所述表面包含内电极的阵列和位于所述内电极任一侧的外电极的第一阵列和所述外电极的第二阵列； b.施加RF电场以限制所述表面之间的所述离子； c.向所述外电极施加等于或高于施加于所述内电极的第二DC电场的第一DC电场以横向限制所述离子；并且 d.在所述RF电场上叠加所述第二DC电场以进一步限制所述离子并且使所述离子沿由所述电场设定的方向移动。54.根据权利要求53所述的方法，进一步包括使所述离子传递通过一对平行的所述表面中的至少一个的孔，其中，所述离子移动至另一对平行的表面之间。55.根据权利要求53所述的方法，进一步包括使用电极图案构成一对平行的所述表面以形成下列各项中的至少一项:a，基本上为T形的结构，允许所述离子在所述T形的结构的接合点处转向；b，基本上为Y形的结构，允许所述离子在所述Y形的结构的接合点处转向；c，基本上为X形的结构或十字形的结构，允许所述离子在所述X形的结构或所述十字形的结构的一条或多条边的接合点处转向；和山基本上为多向的形状结构，诸如具有多个接合点的星号(*)形状，允许离子在所述多向的形状结构的一条或多条边的接合点处转向。56.根据权利要求53所述的方法，其中，施加于所述电极的所述RF频率在0.1kHz与50MHz之间、所述电场是在0伏/毫米与5000伏/毫米之间并且压力在10 3托与大气气压之间。57.根据权利要求53所述的方法，其中，所述电极垂直于所述表面中的至少一个。58.根据权利要求53所述的方法，其中，施加于所述内电极和所述外电极的电场是静态的、时变DC偏置，或者是静态的和时变DC的组合。59.根据权利要求53所述的方法，其中，所述时变DC的电场允许所述离子在环形的路径或矩形的路径中移动，所述离子不止一次地通过所述环形的路径或所述矩形的路径。60.根据权利要求53所述的方法，其中，感应正带电离子和负带电离子以进行分裂或允许在特定区域中移动时发生离子-离子反应。61.根据权利要求53所述的方法，进一步包括在不使用外部离子源的情况下形成离子。62.一种离子操作设备，包括: a.多对基本上平行的表面； b.内电极的阵列，被包含在各平行的所述表面内并且所述内电极的阵列基本上沿着各平行的所述表面的长度延伸； c.多个电极的外阵列，其中，至少一个电极的外阵列被定位于所述内电极的任一侧，并且其中，各个外阵列被包含在各平行的所述表面内并且基本上沿着各平行的所述表面的长度延伸，形成抑制带电粒子接近任一平行的所述表面的赝势；和 d.RF电压源和DC电压源，其中，将DC电压施加于所述多个电极的外阵列，并且其中，通过对各电极施加所述DC电压而将具有叠加的电场的RF电压施加于所述内电极，使得离子将在离子限制区域内在平行的表面之间沿所述电场的方向移动或被限制在所述离子限制区域内， 其中，使所述离子通过所述表面中的至少一个中的孔来允许穿过多对平行的所述表面。
【专利摘要】公开了离子操作方法和设备。该设备包括一对基本上平行的表面。该平行的表面之间包括内电极阵列，并且该内电极的阵列基本上沿各平行表面的长度方向延伸。该设备包括电极的第一外阵列和电极的第二外阵列。各电极阵列被定位于内电极的任一侧并被包含于表面中，并且基本上沿着各平行表面的长度方向延伸。将DC电压施加于电极的第一外阵列和电极的第二外阵列。通过对各电极施加DC电压而将具有叠加电场的RF电压施加于内电极。离子在离子限制区域内在平行表面之间移动或者沿电场的方向延伸或者可以被限制在离子限制区域中。
【IPC分类】H01J49/40, H01J49/04, H01J49/00
【公开号】CN105264637
【申请号】CN201480032436
【发明人】戈登·A·安德森, 理查德·D·史密斯, 耶西娅·M·易卜拉欣, 埃林·M·巴克尔
【申请人】巴特尔纪念研究院
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2014年1月13日
【公告号】CA2908936A1, EP2984675A1, US8835839, US8901490, US8907273, US8969800, US20140299766, US20150076343, WO2014168660A1