Zur objektiven Bewertung des Nachweisvermögens in der HF-Funken-Massenspektrographie

  • G. Ehrlich
  • H. Mai
Originalabhandlungen

Zusammenfassung

Auf der Grundlage der von Kaiser gegebenen allgemeinen Definitionen zur objektiven Bewertung des Nachweisvermögens von Analysenverfahren werden Gleichungen zur Berechnung der Nachweisgrenze für Spurenbestimmungen in Festkörpern mit Hilfe der HF-Funken-Massenspektrographie abgeleitet.

Da sich Nachweisgrenzen nur für eine bestimmte analytische Aufgabe bei Vorliegen einer in allen Einzelheiten festgelegten Arbeitsvorschrift errechnen lassen, wird eine zeitsparende Methode zur quantitativen Auswertung der photographisch registrierten Spektren beschrieben und im einzelnen begründet.

Es zeigt sich, daß die Nachweisgrenze in praktischen Fällen nach einigen Vorarbeiten einfach und rasch bestimmt werden kann, wenn die verwendete Analysenlinie weder durch einen Blindwert (z.B. Memory-Effekt) noch durch Koincidenz mit einer Linie eines anderen Elementes gestört ist. Während die Störung durch Linienkoincidenz rechnerisch berücksichtigt werden kann, muß bei Vorliegen eines „echten“ Blindwertes die Blindwertstreuung jeweils experimentell ermittelt werden.

Schließlich wird darauf hingewiesen, daß bei negativem Analysenbefund die Kenntnis der Nachweisgrenze für eine definierte Reinheitsgarantie nicht ausreicht und die Berechnung der erforderlichen „Garantiegrenze für Reinheit“ gezeigt.

Die in der dargelegten Weise berechneten Nachweisgrenzen für eine große Anzahl von Spurenelementen in Reinstsilicium (Untersuchung mit einem Festkörper-Massenspektrographen* unter Verwendung einer speziellen Aufnahmetechnik) werden angegeben.

Verwendete Symbole und Bezeichnungen Symbole

c

Konzentration eines Elements in der Probe

N

Zahl der auf die Photoplatte geschossenen einfach geladenen Ionen des Elements

S

Schwärzung

Δ S

Schwärzungsdifferenz

Ŝ

scheinbare Schwärzung, ermittelt durch Extrapolation der Schwärzungskurve

T

Transparenz

f

Korntrefferfläche

ε

photographische Wirksamkeit der Ionen

q

Ladungsmenge, mit der ein bestimmtes Spektrum exponiert wurde

η

Ionenergiebigkeit der HF-Funkenionenquelle (einschließlich Einfluß des Analysators) für die zur Konzentrationsbestimmung verwendete Ionenart

h

Isotopenhäufigkeit

F

relative Linienfläche

B

geschwärzter Bruchteil der Linienfläche

a

Projektionsfläche der Silberkörner

n

Zahl der Silberkörner pro Linienfläche

nL/U

Zahl der Körner, die sowohl von der Linienals auch von der Untergrundstrahlung aktiviert werden

x

beliebige Meßgröße

¯x

Mittelwert mehrerer x i

k

Faktor zur Errechnung der Vertrauensgrenzen für den Mittelwert einer Grundgesamtheit bei vorgegebener statistischer Sicherheit

δ

Standardabweichung

p

bekanntes Verhältnis der Ionenintensitäten, von denen Stör- und Hilfslinie erzeugt werden

ϕ

Wahrscheinlichkeitsdichte, Ordinate bei der Darstellung von Verteilungsfunktionen

S,x,c

kleinster nachweisbarer Wert der jeweiligen Größe, Nachweisgrenze

Indices

m

Matrix

m0

auf die Matrix bezogene Hilfsgröße

v

Verunreinigungselement max Maximalbzw. Sättigungswert

L

Linie

U

Untergrund

A

Analysenprobe

Bl

Blindprobe

λ, μ

Orte im Spektrum

G

Garantiegrenze

Summary

Formulas for the calculation of limits of detection in spark source mass spectrography-based on Kaiser's statistical definitions-are derived. In connection with this subject a convenient method for the evaluation of photographically recorded mass spectra is demonstrated.

Further, it is pointed out that in case of a negative out-come of an analysis the limit of detection is insufficient for guaranteeing a definite purity of the sample.

It is shown how to estimate “limits of guarantee for purity”. Finally, limits of detection for a number of elements in high purity silicon (examined by a modified recording technique with the AEI mass spectrograph MS 7) are given aa an example.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1966

Authors and Affiliations

  • G. Ehrlich
    • 1
  • H. Mai
    • 1
  1. 1.Institut für Metallphysik und Reinstmetalle der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu BerlinDresden

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