DE102004061442B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Ionen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Messung von Ionen durch Kopplung unterschiedlicher Messverfahren/-techniken und unter Verwendung einer Vorrichtung mit folgenden Merkmalen: a) ein erster Detektor ist ein Auffänger (17) und ein zweiter Detektor ist ein SEV (18), b) die zu messenden Ionen oder resultierende Sekundärteilchen werden wahlweise in den Auffänger (17) oder in den SEV (18) geleitet, c) der SEV (18) wird wahlweise im Analog-Modus oder im Zähl-Modus betrieben, d) der Auffänger (17) wird mit Integrator betrieben, e) drei Messbereiche, nämlich ein Messbereich des Auffängers (17) mit Integrator, ein Messbereich des SEV (18) im Analog-Modus und ein Messbereich des SEV (18) im Zähl-Modus sind aneinander gereiht, wobei bei der größten Menge Ionen je Zeiteinheit die Messung über den Auffänger (17) erfolgt, bei mittlerer Ionen-Konzentration über den Analog-Modus und bei schwächster Ionen-Konzentration über den Zähl-Modus des SEV (18), f) der Messbereich des Auffängers (17) und der Messbereich des SEV (18) überlappen einander um mindestens zwei Größenordnungen, g) der Messbereich des Zähl-Modus und der Messbereich des Analog-Modus des SEV (18) überlappen einander um mindestens zwei Größenordnungen, h) die genannten drei Messbereiche überlappen einander derart, dass die beiden äußeren Bereiche beinah einander berühren.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung von Ionen durch Kopplung unterschiedlicher Messverfahren/-techniken.
• Die Messung von Ionen ist insbesondere in Verbindung mit massenspektrometrischen Analyseverfahren von Bedeutung. Aus einer Materialprobe, etwa im Rahmen einer Materialanalyse, werden Ionen generiert, nach Massen oder anderen Kriterien separiert und in einem Detektor oder einer ähnlichen Einrichtung detektiert.
• Als Detektoren grundsätzlich bekannt sind Auffänger, zum Beispiel Faraday-Cups, mit deren Hilfe der Ionenstrom als Spannung an einem hohen Widerstand bzw. an einem Verstärker mit hohem Widerstand messbar ist. Daneben sind Sekundärelektronenvervielfacher (SEV) bekannt. Diese arbeiten am Eingang mit einer Konversions-Dynode, an deren Oberfläche die eingehenden Ionen neutralisiert und zugleich Elektronen freigesetzt werden. Die Elektronen werden dann innerhalb des SEV von Stufe zu Stufe vervielfacht, so dass auch kleinste Ionenmengen nachweisbar sind. Bekannt ist auch bereits das Betreiben eines SEV in zwei unterschiedlichen Betriebsarten, nämlich im Analog-Modus und im Zähl-Modus. Für die Erfassung der Elektronen im Analog-Modus wird ein Signal an einer der mittleren Stufen abgegriffen. Der Zähl-Modus erfasst die an der letzten Stufe des SEV ankommenden Elektronen. Analog-Modus und Zähl-Modus laufen parallel nebeneinander, etwa in dem Massenspektrometer Finnigan Element 2 von Thermo Electron. Mit dem Analog-Modus werden höhere Ionenströme gemessen, während der Zähl-Modus die demgegenüber kleineren Ionen-Ströme auswertet.
• In bestimmten Anwendungsfällen ist ein hoher dynamischer Messbereich von mehr als neun Größenordnungen (größer 10⁹) zweckmäßig. Beispielsweise ist es in der massenspektrometrischen Materialanalyse, etwa in der Laser-Ablations-ICP-Massenspektrometrie oder der Glow-Discharge-Massenspektrometrie (GD-MS) von Interesse, zur Quantifizierung kleiner Verunreinigungen oder Dotierungen sowohl die Hauptkomponente (Matrix) als auch die Verunreinigungen oder Dotierungen messen zu können. Oft ist auch von Interesse ein im Massenspektrometer verwendetes Prozessgas (Träger), beispielsweise Argon oder andere Edelgase, zu erfassen. Für viele Anwendungen, insbesondere der GD-MS, ist es interessant, die Nachweisgrenze für Verunreinigungen oder Dotierungen zu verringern. Kleinste Spuren der vorhandenen Komponenten sollen möglichst im Sub-ppb-Bereich gleichzeitig neben dem Hauptbestandteil (Matrix) nachweisbar sein. Daneben ist es wünschenswert effizient und schnell zu messen, da beispielsweise bei Anwendungen der GD-MS kontinuierlich Analytmaterial von der Probenoberfläche abgetragen wird. In Abhängigkeit von der Tiefe der Probe kann sich die Materialzusammensetzung ändern.
• DE 39 28 836 C2 offenbart ein Massenspektrometer mit verschiedenen Ionenauffängern, nämlich einerseits mit Faraday-Töpfen und andererseits mit einer Sekundärelektronenvervielfacherplatte. Die Ionenstrahlen können mittels eines elektrischen Ablenkkondensators wahlweise einem der beiden genannten Ionenauffänger zugelenkt werden, je nachdem, ob kleine oder große Ionenströme gemessen werden sollen. Erwähnt sind ein Zählbetrieb und ein Analogbetrieb im Zusammenhang mit einem Verstärker für einen Elektronenauffänger.
• Dokument DE 40 19 005 A1 offenbart eine Detektoreinrichtung zur Analyse von Ionen. Unter anderem erwähnt ist das Vorhandensein einer Konversionsdynode für die Erzeugung von Elektronen aus Ionen und vor dem Eintritt der Letzteren in einen SEV.
• Ein SEV und eine Konversionsdynode sind auch im Dokument DE 37 10 935 A1 genannt. Erwähnt sind die Alternativen ”Analogaufnahme oder Zählung der Ereignisse”, jedoch im Zusammenhang mit einem älteren Stand der Technik ( DE-PS 27 31 129 ).
• Das Dokument DE 34 30 984 A1 offenbart einen Detektor, unter anderem im Zusammenhang mit der Massenspektrometrie und unter Verwendung von Sekundärelektronenvervielfachern. Unterschieden werden ein Zählbetrieb und ein sogenannter Strombetrieb. Es wird die Änderung der Betriebsart des Detektors als Möglichkeit zur Erweiterung des Dynamikbereichs diskutiert. Dabei wird die Umschaltung vom Zählbetrieb zum Strombetrieb als nachteilig dargestellt.
• Dokument US 2004/0041092 A1 offenbart einen Massenseparator mit Ionendetektor und einander überlappenden Messbereichen von Faraday-Auffänger einerseits und Elektronenvervielfacher andererseits.
• Dokument US 6,091,068 offenbart einen Ionendetektor (ion collector) mit Faraday-Auffängern und Elektronenvervielfacher. Zwischen beiden Teilen kann im Rahmen der Messung hin- und hergeschaltet werden.
• Schließlich zeigt das Dokument US 5,665,966 eine Messeinrichtung mit Elektronenvervielfacher, welcher im Analog-Modus oder im Zähl-Modus betrieben werden kann.
• Mit der Erfindung sollen Messungen in möglichst kurzer Zeit über einen hohen dynamischen Bereich möglich sein. Vorzugsweise soll eine Zeit von 1 ms pro Messkanal eingehalten werden. Angestrebt ist außerdem ein dynamischer Bereich von 12 Größenordnungen oder mehr (10¹² = Sub-ppb), beispielsweise 1 cps bis > 10¹² cps.
• Die Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Patentanspruch 1 entnehmbar. Danach ist ein erster Detektor ein Auffänger und zweiter Detektor ein SEV, wobei die zu messenden Ionen oder resultierende Sekundärteilchen wahlweise in den Auffänger oder den SEV geleitet werden. Durch Kopplung der beiden Detektortypen ist ein großer dynamischer Messbereich abdeckbar, auch für hohe Ionenströme.
• Erfindungsgemäß wird der SEV wahlweise im Analog-Modus und im Zähl-Modus betrieben. Dies ergibt einen weiter erhöhten dynamischen Messbereich. Auch können die Messbereiche einander überlappen. Dies kann vorteilhaft sein beim Normieren der Messungen untereinander.
• Als Auffänger ist insbesondere mindestens ein Faraday-Cup vorgesehen. Dessen Technik ist bekannt und muss hier nicht weiter erläutert werden. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wird der Auffänger mit einer integrierenden elektronischen Schaltung (Integrator) betrieben. Dies ermöglicht Kurzeitmessungen im Bereich von 1 ms oder weniger. Ohne Integrator sind oft längere Messzeiten erforderlich, da dann das Einschwing- und Abklingverhalten der gemessenen elektrischen Größen längere Mindest-Messzeiten erfordert.
• Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung werden bei der Messung unter Verwendung des SEV aus den Ionen zunächst Sekundärteilchen erzeugt und dann diese Sekundärteilchen in den SEV geleitet. Bei den Sekundärteilchen handelt es sich in der Regel um Elektronen. Diese werden außerhalb des SEV erzeugt, etwa an einer separaten Konversions-Dynode. Der Vorteil dieser Maßnahme liegt in der verlängerten Lebensdauer des SEV und in einer Verringerung von Massenabhängigkeiten der Messergebnisse.
• Erfindungsgemäß überlappen die Messbereiche des Auffängers und des SEV einander um mindestens zwei Größenordungen (10²). Analog gilt dies für die Messbereiche innerhalb des SEV, nämlich für den Zähl-Modus einerseits und den Analog-Modus andererseits. Die Überlappung der Messbereiche ermöglicht eine einfachere Kalibrierung der verschiedenen Messbereiche gegeneinander. Vorzugsweise werden die verschiedenen Messbereiche während der Messung gegeneinander kalibriert.
• Vorteilhafterweise erfolgt die Kalibrierung durch Messung von ein und derselben Ionen-Masse für alle Messbereiche oder für zumindest je zwei benachbarte Messbereiche und Abgleich der Ergebnisse. Bei Verwendung von Argon als Trägergas kann beispielsweise ein Argon-Isotop geeigneter Intensität, etwa das Argon-Isotop mit der Massenzahl 36 für eine Kalibrierung aller drei Messbereiche verwendet werden. Das den Detektoren vorgeschaltete Massenspektrometer führt einen Scan über den betreffenden Massenbereich durch. Die anfallenden Ergebnisse lassen sich in einem Diagramm als Signal-Peak für das genannte Isotop darstellen. Eine Überlappung von Messbereichen liegt dann in einem unteren Teil der ansteigenden Peak-Flanke und an der Spitze des Peaks vor. Die Kalibrierung der Messbereiche gegeneinander kann während der laufenden Messung erfolgen, so dass die Messergebnisse sofort gegeneinander normiert werden.
• Vorteilhafterweise werden die zu messenden Ionen zuvor in einem Massenspektrometer separiert. Bevorzugt ist ein doppelt fokussierendes Massenspektrometer mit einem magnetischen und einem elektrostatischen Sektor oder ein Quadrupol-Massenspektrometer. Bevorzugte Techniken sind die ICP-Massenspektrometrie, die ICP-Massenspektrometrie gekoppelt mit Laser-Ablation oder die Glow-Discharge-Massenspektrometrie (GD-MS).
• Bevorzugte Anwendungen sind die massenspektrometrische Materialanalyse, etwa die Messung von Verunreinigungen oder Dotierungen in einer Hauptkomponente (Matrix).
• Ein weiteres Beispiel für eine Anwendung ist auch die GD-MS mit Erstellung eines Tiefenprofils einer Materialprobe. Je schneller der Detektor arbeitet und die Messungen durchführbar sind, umso höher ist die Tiefenauflösung.
• Vorteilhaft ist auch die vorgesehene automatische Umschaltung zwischen den einzelnen Detektoren und den damit verbundenen Messbereichen. Nur so ist sinnvoll ein Tiefenprofil einer aus unterschiedlichen Schichten (mit stark unterschiedlicher Elementszusammensetzung) bestehenden Materialprobe erstellbar.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung von Ionen weist neben den weiteren Merkmalen des Anspruchs 7 einen Auffänger als ersten Detektor und einen SEV als zweiten Detektor auf. Außerdem ist eine Umlenkeinheit, etwa ein Deflektor, zum wahlweisen Lenken der Ionen oder resultierender Sekundärteilchen in den Auffänger oder in den SEV vorgesehen.
• Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann dem SEV eine Konversions-Dynode vorgeordnet sein, so dass in den SEV nur Elektronen eintreten. Diese entstehen an der Konversions-Dynode nach dem Auftreffen der Ionen. Somit ist die Konversions-Dynode nicht Teil des SEV. Dadurch wird die Lebensdauer des SEV erhöht. Außerdem wird die Massenabhängigkeit einer eventuellen Kalibrierung verringert.
• Vorteilhafterweise ist die Umlenkeinheit so angeordnet und ausgerichtet, dass in einer Einstellung ohne oder mit nur geringer Ablenkung die Ionen in den Auffänger gelangen, und dass in einer Einstellung mit demgegenüber größerer Ablenkung die Ionen oder resultierende Sekundärteilchen in den SEV gelangen.
• Vorteilhafterweise beinhaltet die Umlenkeinheit eine Konversions-Dynode, so dass die von der Ablenkeinrichtung in den SEV gelangenden Teilchen(Sekundär-)Elektronen sind.
• Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, dass die Umlenkeinheit eine Deflektor-Elektrode beinhaltet, die zwischen der Konversions-Dynode und dem SEV angeordnet ist, wobei die Deflektor-Elektrode mindestens einen Durchlass für die Elektronen aufweist. Vorzugsweise ist die Deflektor-Elektrode ringförmig oder zumindest mit einer mittigen Öffnung oder als Gitter ausgebildet zum Durchtritt der von der Konversions-Dynode kommenden Elektronen.
• Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weist der SEV mindestens zwei Abgriffe (Signal-Ausgänge) auf, nämlich einen Abgriff für einen Analog-Modus und einen Abgriff für einen Zähl-Modus.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Umschalteinheit zum Umschalten zwischen einem Signalausgang des Auffängers und den Abgriffen des SEV aufweisen. Vorgesehen ist ein ständiges Umschalten zwischen den verschiedenen Detektoren und/oder zwischen den Abgriffen des SEV zur Abdeckung eines hohen dynamischen Messbereiches innerhalb einer Messung. Die Umschalteinheit kann Teil einer Auswertungseinheit sein. Vorzugsweise wird zwischen den Abgriffen des SEV nicht umgeschaltet, sondern entweder der Auffänger abgegriffen oder beide Ausgänge des SEV zugleich. Ab einer Schwelle wird automatisch der Zähl-Modus abgeschaltet und nur noch der Analog-Modus verwendet, um die hinteren Dynoden des SEV vor Überlastung zu schützen und Nichtlinearitäten und größere Totzeiteffekte zu minimieren.
• Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist dem Auffänger ein Integrator zugeordnet zum Integrieren des aus dem Auffänger abgeleiteten Signals. Üblicherweise wird der in einen Auffänger gerichtete Ionenstrom über einen hohen Widerstand abgeleitet und die dabei auftretende Spannung gemessen. Die Spannung ist dann ein Maß für den auftretenden Ionenstrom. Auf Grund der Einschwing- und Abklingvorgänge ist die hierfür erforderliche Messzeit relativ groß. Verkürzbar ist die Messzeit durch die Verwendung des Integrators am Auffänger, etwa an einem Faraday-Cup. Auf diese Weise sind Messintervalle von nur 1 ms unabhängig von der Signalhöhe und der Signalhöhe auch des vorigen Messwertes möglich. Der Integrator ist eine einfache elektronische Schaltung zur Aufsummierung (Integration) des anfallenden Ionenstroms und bedarf keiner weiteren Erläuterung.
• Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist eine Kalibriereinheit vorgesehen zum Kalibrieren der Ergebnisse der Messung mit dem Auffänger gegenüber der Messung mit dem SEV im Analog-Modus und zum Kalibrieren der Ergebnisse der Messung mit dem SEV im Analog-Modus gegenüber dem SEV im Zähl-Modus (oder umgekehrt). Zweckmäßig ist eine Realisierung der Kalibriereinheit als Software, nämlich als Bestandteil einer Software zum Auswerten der einzelnen Signale und/oder als Teil einer Auswertungseinheit.
• Weitere Merkmale der Erfindungen ergeben sich aus den Patentansprüchen und aus der Beschreibung im Übrigen.
• Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher dargestellt. Es zeigen:
• 1 eine prinzipielle Anordnung einzelner Elemente einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
• 2 ein konkretes Beispiel für die Anordnung gemäß 1,
• 3 eine Darstellung zur Überschneidung der Messbereiche innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
• 4 eine Darstellung zur Kalibrierung der unterschiedlichen Messbereiche am Verlauf des Peaks des Argon-Isotops mit der Massenzahl 36.
• Gemäß 1 werden Ionen aus einer Ionenquelle 10 (optional) in einem Analysator 11 nach ihrem Masse-zu-Ladungs-Verhältnis oder anderen Kriterien getrennt. Der vom Analysator 11 kommende Ionenstrom wird mit optionalen Filterelementen 12, 13 aufbereitet. Beispielsweise ist mit der Ziffer 12 eine Ionenoptik und mit der Ziffer 13 ein Energiefilter bezeichnet.
• Der Ionenstrom gelangt dann in eine Umlenkeinheit 14 mit optionaler integrierter oder separater Konversions-Dynode 15. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich um eine integrierte Konversions-Dynode. Der Ionen-Strahl wird innerhalb der Umlenkeinheit 14 mit Hilfe zumindest einer Deflektor-Elektrode 16 gelenkt, je nach gewünschter Betriebsart in einen hier als Faraday-Cup ausgebildete Auffänger 17, in einen Sekundärelektronenvervielfacher (SEV) 18 oder über die Konversions-Dynode 15 in den SEV 18.
• Der SEV 18 weist Abgriffe (Anschlüsse bzw. Signalausgänge) 19, 20 für einen Analog-Modus und einen Zähl-Modus auf. Beide Mess-Modi des SEV 18 können abwechselnd oder gleichzeitig (bevorzugt) ausgeführt werden.
• Die über die beiden Detektoren (Auffänger 17, SEV 18) gewonnenen Signale bzw. Informationen gehen in eine Auswertung in einer Auswertungseinheit 21 ein. Innerhalb der Auswertungseinheit 21 werden alle erforderlichen Berechnungen durchgeführt. Auch ist eine logisch-funktionelle Verknüpfung der Auswertungseinheit 21 mit einer nicht gezeigten Steuereinheit für die Vorrichtung insgesamt vorgesehen.
• 2 zeigt die Mehrzahl der oben genannten Bauteile in einer konkreten Anordnung. Nicht eingezeichnet ist die Ionenquelle 10. Vom Analysator 11 ist nur ein Teil wiedergegeben, nämlich hier ein elektrostatischer Analysator 12 als Teil eines doppelt-fokussierenden Massenspektrometers. Bei der Ionenquelle handelt es sich vorzugsweise um eine ICP- oder GD-Ionenquelle (Inductive Coupled Plasma/Glow Discharge).
• Die Umlenkeinheit 14 ist so angeordnet, dass ein nicht oder kaum abgelenkter Ionen-Strahl in den Auffänger 17 gelangt. Die Konversions-Dynode 15 und die Deflektor-Elektrode 16 sind parallel zueinander und vorzugsweise auch im Wesentlichen parallel zum aus dem Filterelement 13 austretenden Ionen-Strahl angeordnet. Dabei ist die Deflektor-Elektrode 16 zwischen der Konversions-Dynode 15 und dem SEV 18 vorgesehen. Die Deflektor-Eletrode 16 weist mindestes eine Öffnung zum Durchtritt der an der Konversions-Dynode 15 aus den Ionen gebildeten Elektronen auf.
• Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren sind Messungen über einen dynamischen Messbereich von mehr als 9 Größenordnungen (10⁹) möglich. Insbesondere kann über 12 Größenordnungen (10¹²) gemessen werden. Möglich ist dies hier durch Aneinanderreihung von drei Messbereichen, nämlich dem Messbereich des Auffängers 17 (Faraday-Cup) mit Integrator, dem Messbereich des SEV im Analog-Modus und dem Messbereich des SEV im Zählmodus.
• Die genannten Messbereiche überlappen einander um vorzugsweise je zwei Größenordungen (10²). Die Überlappung der Messbereiche ist in 3 gezeigt. Dargestellt ist das jeweilige Signal über einer Ionen-Konzentration. Bei der größten Menge Ionen je Zeiteinheit erfolgt die Messung über den Auffänger (gestrichelte Linie), bei mittlerer Ionen-Konzentration über den Analog-Modus (gepunktete Linie) und bei schwächster Ionen-Konzentration über den Zähl-Modus (durchgehende Linie) des SEV. Die genannten drei Messbereiche überlappen einander derart, dass die beiden äußeren Bereiche beinah einander berühren.
• Wesentlicher Vorteil der einander überlappenden Messbereiche ist die Möglichkeit der automatischen Kalibrierung während der laufenden Messung. Die Signale können im Überlappungsbereich zweier Messbereiche miteinander verglichen und gegeneinander normiert werden, so dass Korrekturfaktoren oder -Summanden auch außerhalb der Messbereichsüberlappungen verwendet werden können.
• 4 illustriert die Kalibrierung der Messbereiche anhand eines konkreten Beispiels. In vielen Anwendungsfällen wird Argon als Gas zur Erzeugung der Ionen oder als Trägergas für den Ionen-Strom verwendet. Entsprechend ist Argon im Spektrum nachweisbar. In 4 ersichtlich ist ein selektiver Scan des Massenspektrometers über einen kompletten Peak des Argon-Isotops mit der Massenzahl 36. Die Ionen-Konzentration ist am höchsten Punkt des Peaks (Peak-Top) so hoch, dass Messungen im Messbereich des Auffängers und im Messbereich des Analog-Modus (SEV) möglich sind. Die Kalibrierung dieser beiden Messbereiche gegeneinander erfolgt demnach beim Scan über die Peak-Spitze.
• Demgegenüber überlappen der Messbereich für den Analog-Modus und der Messbereich für den Zähl-Modus einander in einem unteren Bereich desselben Peaks, nämlich zu Beginn einer Anstiegsflanke oder am Ende einer Abstiegsflanke. Entsprechend wird dort die Kalibrierung der beiden genannten Messbereiche gegeneinander durchgeführt.
• Der besondere Vorteil liegt hier darin, dass während eines einzigen Scans mit ein und derselben Ionen-Masse eine Kalibrierung insgesamt (für alle Messbereiche) durchgeführt werden kann.
• Bezugszeichenliste

10

Ionenquelle

11

Analysator

12

Filterelement/Ionenoptik

13

Filterelement/Energiefilter

14

Umlenkeinheit

15

Konversions-Dynode

16

Deflektor-Elektrode

17

Auffänger

18

SEV

19

Abgriff (Analog-Modus)

20

Abgriff (Zähl-Modus)

21

Auswertungseinheit

22

elektrostatischer Analysator

Claims (14)

1. Verfahren zur Messung von Ionen durch Kopplung unterschiedlicher Messverfahren/-techniken und unter Verwendung einer Vorrichtung mit folgenden Merkmalen: a) ein erster Detektor ist ein Auffänger (17) und ein zweiter Detektor ist ein SEV (18), b) die zu messenden Ionen oder resultierende Sekundärteilchen werden wahlweise in den Auffänger (17) oder in den SEV (18) geleitet, c) der SEV (18) wird wahlweise im Analog-Modus oder im Zähl-Modus betrieben, d) der Auffänger (17) wird mit Integrator betrieben, e) drei Messbereiche, nämlich ein Messbereich des Auffängers (17) mit Integrator, ein Messbereich des SEV (18) im Analog-Modus und ein Messbereich des SEV (18) im Zähl-Modus sind aneinander gereiht, wobei bei der größten Menge Ionen je Zeiteinheit die Messung über den Auffänger (17) erfolgt, bei mittlerer Ionen-Konzentration über den Analog-Modus und bei schwächster Ionen-Konzentration über den Zähl-Modus des SEV (18), f) der Messbereich des Auffängers (17) und der Messbereich des SEV (18) überlappen einander um mindestens zwei Größenordnungen, g) der Messbereich des Zähl-Modus und der Messbereich des Analog-Modus des SEV (18) überlappen einander um mindestens zwei Größenordnungen, h) die genannten drei Messbereiche überlappen einander derart, dass die beiden äußeren Bereiche beinah einander berühren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen bei der Messung unter Verwendung des SEV (18) zunächst Sekundärteilchen erzeugen und dann die Sekundärteilchen in den SEV (18) gelangen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Messbereiche während oder vor der Messung gegeneinander kalibriert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung durch Messung von ein und derselben Ionen-Masse für alle Messbereiche und Abgleich der Ergebnisse erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu messenden Ionen zuvor in einem Analysator (11) eines Massenspektrometers separiert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während eines einzigen Scans mit ein und derselben Ionen-Masse eine Kalibrierung insgesamt, nämlich für alle Messbereiche durchgeführt wird.
7. Vorrichtung zur Messung von Ionen, mit einem Auffänger (17) als erstem Detektor, einem SEV (18) als zweitem Detektor, einer Umlenkeinheit (14) (Ablenkeinrichtung) zum wahlweisen Lenken der Ionen oder resultierender Sekundärteilchen in den Auffänger (17) oder in den SEV (18), und mit folgenden Merkmalen: a) der SEV (18) ist wahlweise im Analog-Modus oder im Zähl-Modus betreibbar, b) dem Auffänger (17) ist ein Integrator zugeordnet, zum Integrieren des aus dem Auffänger (17) abgeleiteten Signal, c) drei Messbereiche sind vorgesehen, nämlich ein Messbereich des Auffängers (17) mit Integrator, ein Messbereich des SEV (18) im Analog-Modus und ein Messbereich des SEV (18) im Zähl-Modus, wobei bei der größten Menge Ionen je Zeiteinheit die Messung über den Auffänger (17) erfolgt, bei mittlerer Ionen-Konzentration über den Analog-Modus und bei schwächster Ionen-Konzentration über den Zähl-Modus des SEV (18), d) der Messbereich des Auffängers (17) und der Messbereich des SEV (18) überlappen einander um mindestens zwei Größenordnungen, e) der Messbereich des Zähl-Modus und der Messbereich des Analog-Modus des SEV (18) überlappen einander um mindestens zwei Größenordnungen, f) die genannten drei Messbereiche überlappen einander derart, dass die beiden äußeren Bereiche beinahe einander berühren.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem SEV (18) eine Konversions-Dynode (15) vorgeordnet ist, so dass in den SEV (18) nur Elektronen eintreten.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinheit (14) so angeordnet und ausgerichtet ist, dass in einer Einstellung ohne oder mit nur geringer Ablenkung die Ionen in den Auffänger (17) gelangen, und dass in einer Einstellung mit Ablenkung die Ionen oder resultierende Sekundärteilchen in den SEV (18) gelangen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinheit (14) eine Konversions-Dynode (15) beinhaltet, so dass die von der Umlenkeinheit (14) in den SEV (18) gelangenden Teilchen (Sekundär)Elektronen sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinheit (14) eine Deflektor-Elektrode (16) beinhaltet, die zwischen der Konversions-Dynode (15) und dem SEV (18) angeordnet ist, und die mindestens einen Durchlass für die Elektronen aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der SEV (18) mindestens zwei Abgriffe (19, 20) bzw. Signalausgänge aufweist, nämlich einen Abgriff (19) für den Analog-Modus und einen Abgriff (20) für den Zähl-Modus.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Umschalteinheit (Auswertungseinheit 21) zum Umschalten zwischen einem Signalausgang des Auffängers (17) und den Abgriffen (19, 20) des SEV (18).
14. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder einem der weiteren Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kalibriereinheit (Auswertungseinheit 21) zum Kalibrieren der Ergebnisse der Messung über den Auffänger (17) gegenüber der Messung mit dem SEV (18) im Analog-Modus und zum Kalibrieren der Ergebnisse der Messung mit dem SEV (18) im Analog-Modus und dem SEV (18) im Zähl-Modus.

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