페닝 이온화

페닝 이온화는 화학 이온화의 한 형태이며 중성 원자 또는 ^[1][2]분자 간의 반응을 수반하는 이온화 과정입니다.페닝 효과는 가스 방전 네온 램프 및 형광 램프와 같은 램프의 전기적 특성을 개선하기 위해 램프가 페닝 혼합물로 채워지는 용도로 사용됩니다.

역사

이 과정은 1927년에 처음 보고한 네덜란드의 물리학자 Frans Michel Penning의 이름을 따서 명명되었다.페닝은 희가스에 대한 방전 조사를 계속하기 위해 아인트호벤에 있는 필립스 내추럴쿤디그 연구소에서 일하기 시작했다.그 후, 그는 금속 표면에서 양이온과 준안정 원자에 의한 전자 방출, 특히 ^[3]준안정 원자에 의한 이온화와 관련된 영향에 대한 측정을 시작했다.

반응

페닝 이온화는 전자 들뜬 기상 원자^* G와 표적 분자 M의 상호작용을 말한다.충돌은 바닥 ^[4]상태에서 양이온^+. M, 전자⁻ e, 중성 가스 분자 G를 생성하는 분자의 이온화를 초래한다.페닝 이온화는 고에너지 충돌 복합체의 형성에 의해 발생하며 ^[5]고에너지 전자를 방출함으로써 양이온성 종 형성을 향해 진화한다.

${\displaystyle {{G^{\ast}}+M->{M^{+\bullet}}+{e^{-}}+G}}$

펜닝 이온화는 대상 분자가 들뜬 상태의 원자 또는 분자의 들뜬 에너지보다 낮은 이온화 전위를 가질 때 발생합니다.

변종

충돌하는 입자의 전자 들뜸 에너지가 충분할 때, 함께 결합된 두 입자의 결합 에너지 또한 연관성 페닝 이온화 ^[6][7][8]작용에 기여할 수 있다.연관성 페닝 이온화도 발생할 수 있습니다.

${\displaystyle {{G^{\ast}}+M-> {MG^{+\bullet}}+e^{-}}}}$

표면 페닝 이온화(Auger Deexcitation)는 들뜬 상태 가스와 표면 S의 상호작용을 의미하며, 결과적으로 전자가 방출됩니다.

${\displaystyle {{G^{\ast}}+S->{G}+{S}+e^{-}}}}$

S는 거시적인 표면이고 1개의 전자의 손실이 무시할 수 있는 정도의 영향을 미치기 때문에 전하 보존에 필요한 $양전하{\displaystyle {}^{}}$ 기호$$S $+(\style${$S+})$는 생략된다.

적용들

전자 분광학

He 또는^{* [2][9]}Ne에 대한^* 반응을 이용하여 글로우 방전 시 가스 크로마토그래피 검출기용 PIES(Penning Ionization Electron Spectrocopy)에 페닝 이온화를 적용하였다.방출되는 전자의 운동에너지는 분석기의 비행관 내의 지연장을 ^[9][10]약한 자기장이 존재하는 상태에서 주사함으로써 표적(가스 또는 고체)과 준안정원자의 충돌로 분석됩니다.반응으로 생성된 전자는 다음과 같이 결정되는 운동 에너지 E를 가집니다.

$\displaystyle E=E_{\text{m}}+IE}$

페닝 이온화 전자 에너지는 ^[2]E와 IE 모두_m He 에너지와^* 종의 이온화 에너지의 원자 또는 분자 상수이기 때문에 실험 조건이나 다른 종에 의존하지 않는다.유기 고형물에 대한 페닝 이온화 전자 분광법 적용.그것은 개별 분자 궤도의 국소 전자 분포 연구를 가능하게 하며, 이것은 가장 바깥 ^[11]표면층의 외부에 노출된다.

질량 분석

글로 방전 질량 분석 및 실시간 질량 분석에서의 직접 분석을 포함한 다중 질량 분석 ^[12]기술은 페닝 이온화에 의존한다.

글로우 방전 질량 분석법은 고체 샘플에서 미량 원소를 직접 결정하는 것입니다.직접 전자충격 이온화와 페닝 이온화의 두 가지 이온화 메커니즘으로 발생합니다.글로우 방전에 고유한 프로세스, 즉 페닝 이온화와 결합된 음극 스패터링은 반정량적 결과를 ^[13]직접 얻을 수 있는 이온 집단을 생성한다.

「 」를 참조해 주세요.

• 화학 이온화

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