Vakum iyon kaplama makinesinin genellikle kaplama işlemini kontrol etmek için kütle spektrometresini kullanması gerekir ve siklotron kütle spektrometresi bir tür enerji dengesi kütle spektrometresidir. Ortogonal yüksek frekanslı elektrik alanındaki ve DC manyetik alanındaki iyonların çalışma prensibi olarak siklotron rezonans fenomenine dayanır. Temel prensibi Hipple ve ark. 1951'de Thomas ve ark. İlk olarak bir kütle spektrometresi geliştirdi. 1954'te Alpert ve ark. Ultra yüksek vakum altında kalıntı gazı analiz etmek için kullanılabilen basit bir siklotron kütle spektrometresi geliştirdi, bu da ultra yüksek vakum teknolojisinin gelişimini büyük ölçüde destekledi. 1960 yılında Klopfer, rezonans dışı iyon yükünün etkisini ortadan kaldırabilen karmaşık bir siklotron kütle spektrometresi geliştirdi. Kütle spektrometresinin hassasiyeti%10 içinde değişmeden kalabilir ve bu da nicel analizi mümkün kılar. Bununla birlikte, zor parametre ayarlaması, karmaşık yapı ve dahili elektrotları tamamen yitirmesi zor.
Siklotron kütle spektrometresinin analizörü ve iyon kaynağı küçük bir alanda bir arada bulunduğundan, elektrik alanı rezonant olmayan iyonlar tarafından rahatsız edilecektir. Bu nedenle, rezonant olmayan iyonların neden olduğu elektrik alanı bozulmasının üstesinden gelmek için, basit siklotron kütle spektrometresine dayanarak karmaşık bir tüp tipi siklotron kütle spektrometresi geliştirilmiştir ve performansı basit siklotron kütle spektrometresinden daha kararlıdır.
Kütle spektrometresinin ana parametreleri şunlardır: duyarlılık sabiti, siklotron rezonans frekansı, M+△ M'nin rezonans olmayan iyonlarının ulaşabileceği maksimum yarıçap, rezonant iyonlarının nihai enerjisi, rezonant iyonlarının yörünge uzunluğu, rezonant iyonlarının uçuş süresi ve rezonant iyonlarının siklotronları sayısıdır.
Avantajları ve dezavantajları:
1. Avantajlar: Daha az parça, ince elektrotlar, küçük boyut, daha az dışarıya ve neredeyse "bellek etkisi" vb.
2. Dezavantajlar: Uygunsuz çalışma, doğrusal olmayan kütle standardı, gerekli manyetik alan, spektral çizgilerin karmaşık otomatik kaydı ve tespit için elektron çarpanının kullanılamaması, minimum tespit edilebilir basıncı sınırlar.
1960 yılında, Chengdu'da bir kolej, ülkem ilk olarak bir siklotron kütle spektrometresi geliştirdi; 1963 yılında Çin Bilimler Akademisi Elektronik Enstitüsü, basit bir siklotron kütle spektrometresinin çalışma özellikleri hakkında ayrıntılı bir çalışma yürüttü; 1965 yılında, Çin Bilimler Akademisi Lanzhou Fizik Enstitüsü,%20'lik bir kantitatif doğrulukla bir dizi basit siklotron kütle spektrometre ekipmanı geliştirerek, iyon kaplama makineleri için kütle spektrometrelerinin daha sonraki araştırması ve geliştirilmesi için temel oluşturdu.
