DE2128132A1 - Device for measuring the intensity of an ion beam - Google Patents
Device for measuring the intensity of an ion beamInfo
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London, S.¥O1, EnglandLondon, S. ¥ O 1, England
Für diese Anmeldung werden die Prioritäten aus den "britischen Patentanmeldungen Nr. 28 001/70 vom 9. Juni 1970 und Nr. 56 327/70 vom 26. November 1970 in Anspruch genommen.For this application the priorities will be taken from the "British Patent applications No. 28 001/70 dated June 9, 1970 and No. 56 327/70 dated November 26, 1970 were used.
(Zusatz zu Patent . ..„ .... (Patentanmeldung ί(Addition to patent. .. ".... (patent application ί
P 1 806 041o8 - Anwaltsakte 68 093)P 1 806 041o8 - lawyer files 68 093)
Kur zbe s ehr eibungBrief honoring
Bei einer bekannten Vorrichtung zur Messung von Energieselektiven Ionen, die hauptsächlich für die Verwendung bei Massenspektrometern bestimmt ist, gelangen die Ionen durch eine ausgesparte Elektrode bzw. Lochelektrode zu einer Elektrode, an die eine variable Bremsspannung angelegt wird.In a known device for measuring energy-selective ions, which is mainly used for Mass spectrometers, the ions pass through a recessed electrode or perforated electrode to an electrode, to which a variable braking voltage is applied.
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Der zentrale Teil der letzteren Elektrode wird durch, einen.
Szintillator eingenommen, jenseits dessen ein Fotoelektronenvervielfacher
/photomultiplier/ angeordnet ist» Wenn die Bremsspannung die Spannung der Ionon-Lieferquelle erreicht oder übersteigt,
werden alle Ionen zu der ausgesparten Elektrode zurückgeworfen, um Sekundär elektronen zu erzeugen, welche nach, dem
Szintillator hin beschleunigt worden, um einen. Ausgang /output/ zu erzeugen,, Wenn die Bremsspannung niedriger als die Spannung
der Lieferquelle ist, werden lediglich Ionen von geringerer
Energie, nämlich metastabile Fragmentionen, auf diese Weise
zurückgeworfen«
Bei der vorliegenden Erfindung wird die vorerwähnte ausgesparte Elektrode, anstatt geerdet zu werden oder erdnahe zu sein,
bei einer hohen Spannung mit einem zu dem Vorzeichen der Bremsspannung entgegengesetzten Vorzeichen gehalten, was die Empfindlichkeit
erhöht« Im Bedarfsfall wird ein Transversalfeld durch einen asymmetrischen Vorsprung der ausgesparten Elektrode erzeugt,
um zu verhindern, daß Ionen durch die Aussparung zurückgeworfen werden, wodurch die Empfindlichkeit weiter erhöht wird=The central part of the latter electrode is through, a. Scintillator occupied, beyond which a photoelectron multiplier / photomultiplier / is arranged »When the braking voltage reaches or exceeds the voltage of the ionon supply source, all ions are thrown back to the recessed electrode to generate secondary electrons, which have been accelerated towards the scintillator, about one. Output / output / to generate ,, If the braking voltage is lower than the voltage of the supply source, only ions of lower energy, namely metastable fragment ions, are thrown back in this way «
In the present invention, the aforementioned recessed electrode, instead of being grounded or close to the ground, is kept at a high voltage with a sign opposite to the sign of the braking voltage, which increases sensitivity Electrode created to prevent ions from being reflected back through the recess, thereby further increasing the sensitivity =
?§2ugnahme_auf_Parallelanmeldungen? Acceptance of parallel registrations
Die bekannte, vorstehend beschriebene Vorrichtung ist m Gegenstand der britischen Patentschrift 1 171 700=The known device described above, m is the subject of British Patent Specification 1,171,700 =
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung der Intensität eines Ionenstrahls und auf geeignete Verfahren für Massenspektrometer und stellt eine Abänderung bzw. Verbesserung der Vorrichtung dar, die in der britischen Patentschrift 1 171 700 beschrieben ist.The invention relates to a device for measuring the intensity of an ion beam and to suitable methods for mass spectrometers and is a modification or improvement of the device disclosed in British Patent Specification 1 171 700 is described.
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In der genannten Patentschrift wird eine Vorrichtung zur Messung der Intensität'eines Ionenstrahls beschrieben und beansprucht, die sich für die Verwendung bei Massenspektrometern eignet und eine erste ausgesparte Elektrode zum Zulassen oder Durchlassen des■Ionenstrahls aufweist; ferner eine erste Bremselektrode, die jenseits der ersten ausgesparten Elektrode angeordnet ist, um ein elektrisches Bremsfeld an die Ionen zu übermitteln, die durch die Aussparung hindurchgelangen, ferner einen Detektor zum Ermitteln bzw. Messen der Sekundärelektronen, die von der ersten ausgesparten Elektrode ausgesendet werden durch Ionen, die nach der ersten ausgesparten Elektrode durch das EeId zurückgeworfen werden, sowie eine Verbindung für das Anlegen eines variablen Potentials an die genannte erste Bremselektrode ο Der Detektor ist vorzugsweise ein Szintillations-Detektor, der mittig in der Bremselektrode angeordnet ist»In the patent mentioned, a device for measuring the intensity of an ion beam is described and claimed, which is suitable for use in mass spectrometers and a first recessed electrode for admitting or Having the ion beam passing through; also a first braking electrode, which is arranged beyond the first recessed electrode to transmit a braking electric field to the ions, which pass through the recess, furthermore a detector for determining or measuring the secondary electrons which from the first recessed electrode are emitted by ions, which after the first recessed electrode through the EeId are thrown back, as well as a connection for mooring of a variable potential to said first brake electrode ο the detector is preferably a scintillation detector, which is arranged in the middle of the brake electrode »
Wenn die Bremselektrodenspannung die Lieferquellen-Beschleunigungsspannung erreicht oder überschreitet, werden alle Ionen zurückgeworfen zu der ausgesparten Elektrode, wo die Sekundärelektronen erzeugt werden, welche nach dem Szintillator hin beschleunigt werden, und es wird ein Ausgang von einem Fotoelektronen-Vervielfältiger /photomultiplier/ erhalten, der jenseits der Bremselektrode angeordnet ist, Wenn die Spannung der Bremselektrode unterhalb der Lieferquellen-Beschleunigungsspannung liegt, werden lediglich Ionen mit geringerer Energie, nämlich solche wie sie sich von metastabilen Fragmentierungen ergeben, auf diese Weise zurückgeworfen, um Sekundärelektronen zu erzeugen. Die Vorrichtung bietet somit eine Anwendungsmöglichkeit zur Bestimmung metastabiler Ionenspektren.When the braking electrode voltage is the supply source accelerating voltage reaches or exceeds, all ions are thrown back to the recessed electrode where the secondary electrons which are accelerated towards the scintillator, and it becomes an output from a photoelectron multiplier / photomultiplier /, which is placed beyond the braking electrode, when the voltage of the Brake electrode below the supply source accelerating voltage only ions with lower energy, namely those that result from metastable fragmentations, reflected back in this way to generate secondary electrons. The device thus offers a possible application for the determination of metastable ion spectra.
Eine zweite ausgesparte Bremselektrode kann der vorstehend beschriebenen Anordnung vorgeordnet werden, welcher eine geringere Spannung zugeführt wird, wobei auf diese Weise sowohl eine untere als auch eine obere Grenze für die ermittelte Ionenenergie, gesetzt wird und der Vorrichtung eine allgemeinere Anwendbarkeit als einem Energiebereicha©lektOrjüfenergy range selector/ gegeben wird.A second recessed braking electrode can be the above described arrangement are arranged upstream, which a lower voltage is supplied, in this way both a lower and upper limit for the determined ion energy, and given the device a more general applicability than an energy range selector / will.
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Die- vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine abgeänderte Anordnung mit erhöhter Empfindlichkeit«The present invention also relates to a modified arrangement with increased sensitivity "
Zusammenfassung^der^ErfindungSummary of the invention
Gemäß der Erfindung ist die ausgesparte Elektrode, die der ersten Bremselektrode vorgeschaltet ist und bei welcher die Sekundärelektronen durch zurückgeworfene Ionen erzeugt .werden, mit einer Verbindung versehen, wodurch sie auf einem hohen Potential relativ zu der ausgesparten Eingangselektrode der Meßvorrichtung (ζ.B, der Auflösungsschlitz /resolving slit/ eines Massenspektrometer) gehalten werden kann, wobei das hohe Potential eine Polarität aufweist, die entgegengesetzt zu dem Potential ist, das an der ersten Bremselektrode angelegt wird.According to the invention, the recessed electrode that the first braking electrode is connected upstream and in which the secondary electrons are generated by reflected ions, provided with a connection whereby it is at a high potential relative to the recessed input electrode of the Measuring device (ζ.B, the resolving slit / a mass spectrometer) can be held, the high Potential has a polarity which is opposite to the potential applied to the first braking electrode.
Die Wirkung besteht erstens in einer Erhöhung der Energie der zurückgeworfenen Ionen, welche auf die ausgesparte Elektrode auftreffen, wodurch der Sekundärelektronen-Koeffizient erhöht wird. Zweitens prallen die ausgestoßenen Elektronen mit erhöhter Energie auf den Szintillator auf, wodurch die Lichtausbeute /light output/ gesteigert wird.The first effect is an increase in energy of the reflected ions that hit the recessed electrode, thereby increasing the secondary electron coefficient will. Second, the ejected electrons hit the scintillator with increased energy, reducing the light output / light output / is increased.
Der ausgesparten Elektrode, bei welcher die Elektronen erzeugt werden, kann eine weitere ausgesparte Elektrode vorgeordnet sein und sie kann auf einem Potential gehalten werden, welches geringfügig negativ relativ zu demjenigen der zweitgenannten Elektrode ist. Bei einer derartigen Vorrichtung wird das erhöhte Potential wirksam zwischen der Bremselektrode und der weiteren ausgesparten Elektrode erzeugt (welche mit einer Gitteröffnung versehen sein kann, um die Gleichförmigkeit und Homogenität des elektrischen Feldes,zu verbessern), wobei die Elektrode, bei welcher die Elektronen erzeugt werden, außerdem dazu dient, irgendwelche Elektronen zu unterdrücken, die bei der weiteren Elektrode durch den auftreffenden Strahl erzeugt werden.The recessed electrode at which the electrons are generated can be preceded by a further recessed electrode and it can be held at a potential which is slightly negative relative to that of the latter Electrode is. In such a device, the increased potential is effective between the braking electrode and the Another recessed electrode is generated (which with a grid opening may be provided in order to improve the uniformity and homogeneity of the electric field), the electrode, in which the electrons are generated, also serves to suppress any electrons that are involved in the Another electrode can be generated by the incident beam.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch zwischen der Bremselektrode und der ausgesparten Elektrode, bei welcher die Sekundäre1ektronen erzeugt werden, eine elektrische Feldkomponente vorgesehen sein, deren Richtung quer zur Achse der Aussparung verläuft, wobei die Ionenbahnen zwischen den beiden Elektroden von der Achse der Aussparung weggeschoben werden und die Tendenz, daß die Ionen durch die Aussparung bzw. das .Loch zurückgeworfen werden, dadurch verringert wird.According to the present invention, between the Braking electrode and the recessed electrode, in which the Secondary electrons are generated, an electric field component be provided, the direction of which runs transversely to the axis of the recess, the ion paths between the two electrodes be pushed away from the axis of the recess and the tendency that the ions thrown back through the recess or the .Loch will be reduced.
Die transversal gerichtete Feldkomponente kann durch einen asymmetrisch angeordneten, vorspringenden Teil der ausgesparten Elektrode erzeugt werden, der sich in Richtung auf die Bremselektrode erstreckt und zum Beispiel ein teilzylindrischer, z.B. ein halbzylindrischer Teil ist, dessen Achse parallel zu dem Schlitz verläuft, der die Aussparung bzw. das Loch bildet. Der vorspringende Teil erstreckt sich vorzugsweise über die Enden des genannten Schlitzes hinaus, um ein merklich gleichförmiges, transversales EeId in dem Schlitzbereich zu bilden.The transversely directed field component can be recessed by an asymmetrically arranged, protruding part of the Electrode are generated, which extends in the direction of the braking electrode and for example a part cylindrical, e.g. a is a semi-cylindrical part, the axis of which is parallel to the slot that forms the recess or hole. The protruding one Part preferably extends beyond the ends of said slot so as to be substantially uniform, transverse EeId in the slot area.
Beim Fehlen einer derartigen transversalen Feldkomponente besteht die Gefahr für eine Zertrümmerung /fraction/ der Ionen, die von der Bremselektrode zurückgeworfen werden, um durch dieIn the absence of such a transverse field component there is a risk of a shattering / fraction / of the ions that are thrown back from the braking electrode in order to be carried out by the
Aussparung in die vorgeschaltete Elektrode zurückzugelangen, anstatt auf dieselbe aufzuschlagen, um Sekundäreläctronen -zu erzeugen. Es ist klar ersichtlich, daß die transversale Feldkomponente auf diese Weise die Ionenverluste durch die öffnung bzw. Aussparung reduziert, unabhängig davon, ob die ausgesparte Elektrode auf dem vorerwähnten hohen Potential gehalten wird" oder nicht gehalten wird.Recess to get back into the upstream electrode instead of hitting it to get secondary electrons produce. It can be clearly seen that the transverse field component in this way reduces the ion losses through the opening or recess reduced, regardless of whether the recessed electrode is kept at the aforementioned high potential " or not held.
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Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigtThe invention will now be explained in more detail with reference to the drawing showing it for example, namely showing
Figo 1 eine vereinfachte Darstellung eines Massenspektrometer , mit einer Ausführungsform der Erfindung, während1 shows a simplified representation of a mass spectrometer , with an embodiment of the invention, while
Fig. 2 eine ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht«2 shows a similar representation of a further embodiment the invention illustrated «
Beschreibung der Erfindung :Description of the invention:
Das Massenspektrometer gemäß Fig. 1 v/eist eine herkömmliche Ionenquelle 1 auf, die auf einem hohen positiven Potential Va, in dem vorliegenden Beispiel + 8 kV", gehalten wird. Die gasförmige Probe bzw. Gasprobe wird durch einen Elektronenstrahl 2 ionisiert. Positive Ionen werden in Richtung auf den geerdeten Schlitz 3 beschleunigt, von welchem ein Strahl 4 durch einen magnetischen Sektor 5 verläuft» Der Strahl, der den Sektor 5 verläßt, führt durch einen Schlitz in eine geerdete Elektrode 6, welche den AuflÖsungsschlitz des Spektrometers bei dieser Ausführungsform bildet. Danach gelangt der Strahl durch die Gitteröffnung einer Elektrode 7, die auf - 5 kV gehalten wird, und gelangt dann durch die Aussparung bzw. Öffnung einer Elektrode 8, die auf - 5,2 kV gehalten wird, in Richtung auf eine Bremselektrode 9° DasPotential der Elektrode 9 ist variabel über und unter + 8 kV«,The mass spectrometer of FIG. 1 is a conventional one Ion source 1, which is at a high positive potential Va, in the present example + 8 kV ". The gaseous The sample or gas sample is ionized by an electron beam 2. Positive ions are grounded towards the Slit 3 accelerates, from which a beam 4 passes through a magnetic sector 5 »The beam which the sector 5 leaves, leads through a slot in a grounded electrode 6, which the AuflÖsungsschlitz of the spectrometer in this Embodiment forms. Then the beam passes through the Grid opening of an electrode 7, which is kept at -5 kV, and then passes through the recess or opening of an electrode 8, which is held at -5.2 kV, towards one Brake electrode 9 ° The potential of electrode 9 is variable across and below + 8 kV «,
Der zentrale Teil der Elektrode 9 wird durch einen Szintillator 10 eingenommen, dessen Oberfläche der Elektrode 8 zugewandt ist, die mit*einer dünnen Aluminiumschicht versehen ist. Jenseits der Elektrode 9 befindet sich ein Fenster 11, gegen das die Fotokathode 12 einer Fotoelektronen-Vervielfältigerröhre /photomultiplier tube/ montiert ist.The central part of the electrode 9 is occupied by a scintillator 10, the surface of which faces the electrode 8 which is provided with * a thin layer of aluminum. Beyond the electrode 9 is a window 11 against which the photocathode 12 of a photoelectron multiplier tube / photomultiplier tube / is mounted.
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Die Wirkungsweise der vorliegenden Vorrichtung ist ähnlich derjenigen Vorrichtung, die in der vorerwähnten Patentschrift beschrieben ist. Wenn die Elektrode 9 beispielsweise auf +.7»9 gehalten.wird, werden lediglich Ionen einer Energie von weniger als 7,9 keV, z.B. metastabile Eragmentionen, zu der Elektrode 8 zurückgeworfen, um dort Sekundärelektronen zu erzeugen, die in Richtung auf den Szintillator 10 beschleunigt werden und einen Ausgang erzeugen. Wenn die Elektrode 9 beispielsweise auf + 8,1 kV gehalten wird, werden alle Ionen in dem Strahl zu der Elektrode 8 zurückgeworfen, und der Ausgang des Fotoelektronen-Vervielfältigers /photomultiplier/ stellt den gesamten Strahlengehalt dar.The operation of the present device is similar that device which is described in the aforementioned patent. For example, if the electrode 9 is +.7 »9 is held, only ions with an energy of less than 7.9 keV, e.g. metastable eragmentions, to the electrode 8 thrown back to generate secondary electrons there, which are accelerated in the direction of the scintillator 10 and a Generate output. For example, if the electrode 9 is held at + 8.1 kV, all of the ions in the beam will become the Electrode 8 thrown back, and the output of the photoelectron multiplier / photomultiplier / represents the total radiation content represent.
Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß anstatt daß die Elektrode, bei welcher die Elektronen erzeugt werden, das gleiche (Erd)-Potential wie die Elektrode 6 aufweist, wie dies bei der vorerwähnten Patentschrift der !Fall ist, die Elektrode 8 auf einem hohen negativen Potential gehalten wird, bei diesem Beispiel - 5,2 kV, um die Potentialdifferenz zwischen der Sekundärelektronen erzeugenden Elektrode 8 und der Bremselektrode 9 zu vergrößern. Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, kann der Elektrode 8 eine Elektrode 7 vorgeschaltet sein und sie kann leicht negativ zu dieser, z<.B<, 200 V, gehalten werden. Die erhöhte Potentialdifferenz beträgt dann effektiv 13 kV, die zwischen den Elektroden 7 und 9 erzeugt wird, und die Aussparung in der erster.en Elektrode kann ein Gitter aufweisen, um die Gleichförmigkeit und Homogenität des elektrischen Feldes zu verbessern. Die Elektrode 8 dient dann nicht nur dazu, um Sekundärelektronen zu erzeugen, sondern außerdem dazu, um irgendwelche Sekundärelektronen zu unterdrücken, die durch den auffallenden Strahl 4- erzeugt werden, der auf die Elektrode 7 auftrifft.The essential feature of the present invention is that instead of the electrode at which the electrons are generated has the same (earth) potential as the electrode 6, as is the case in the aforementioned patent, the electrode 8 has a high negative potential is maintained, in this example, - 5.2 kV, the potential difference between the secondary electron generating electrode 8 and the braking electrode to increase. 9 As can be seen from the drawing, an electrode 7 can be connected upstream of the electrode 8 and it can easily be kept negative in relation to this, for example 200 V. The increased potential difference is then effectively 13 kV, which is generated between the electrodes 7 and 9, and the recess in the first electrode can have a grid in order to improve the uniformity and homogeneity of the electric field. The electrode 8 then serves not only to generate secondary electrons, but also to suppress any secondary electrons which are generated by the incident beam 4, which strikes the electrode 7.
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Es kann gezeigt werden, daß als eine AnnäherungIt can be shown as an approximation
S= koV ist,S = koV,
wobei S der Sekundärelektronen-Koeffizient an der Elektrode,8 und V die Energie der auf diese Elektrode auftreffenden Ionen bedeuten«.where S is the secondary electron coefficient at the electrode, 8 and V is the energy of the ions striking this electrode mean".
Außerdem ist näherungsweise "In addition, approximately "
L = VoS, " .*■""■L = VoS, ". * ■" "■
wobei L die Lichtausbeute /light output/ des Szintillators 10 darstellt und V die Energie der auf den Szintillator auftreffenden Elektronen bedeutet»where L represents the light output / of the scintillator 10 and V the energy of the incident on the scintillator Electron means »
ο Hieraus ergibt sich, daß L = K„V ist«ο It follows from this that L = K "V is"
Da V proportional der Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 9 und 7/8 ist, wird die Lichtausbeute /light output/ durch, das Anheben der Elektroden 7/8 auf ein hohes negatives Potential anstatt auf das Erdpotential entsprechend vergrößert« Dadurch ist ein Anwachsen der Empfindlichkeit um einen Faktor M- erzielt worden. Das hohe Potential, das an die Elektroden 7 und· 8 angelegt wird, ist nicht kritisch, und es kann schnell ein geeigneter Wert durch Versuche ermittelt werden«Since V is proportional to the potential difference between electrodes 9 and 7/8, the light output / light output is increased accordingly by raising electrodes 7/8 to a high negative potential instead of ground potential a factor M- has been achieved. The high potential that is applied to electrodes 7 and 8 is not critical, and a suitable value can quickly be determined through experiments «
Wie in dem voreritfähnten Patent beschrieben, kann eine ausgesparte Bremselektrode, die auf weniger als + 8 kV gehalten wird, zwischen den Elektroden 6 und 7 vorgesehen sein, um der Energie der ermittelten bzw» gemessenen Ionen eine niedrigere Grenze zu setzen«As described in the pre-registered patent, a recessed Brake electrode, which is kept at less than + 8 kV, can be provided between electrodes 6 and 7 to reduce the energy of the determined or "measured ions to set a lower limit"
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Beschreibung des_bevorzugten AusführungsbeisgielsDescription of the preferred embodiment
G-emäß Fig» 2 gelangt der Ionenstrahl 4- von dem nicht dargestellten magnetischen Sektor des Massenspektrometer wieder durch einen Schlitz in die geerdete Elektrode 6, welche den Auflösungsschlitz des Spektrometer bildet. Jenseits der Elektrode 6 befindet sich eine geerdete clean-up-Elektrode bzw. Aufzehrelektrode 16, die einen Öffnungsschlitz aufweist, und jenseits dieser Elektrode befindet sich eine weitere Elektrode 8' mit einem' Öffnungsschlitz. Die letztgenannte Elektrode ist die Elektrode, bei welcher die Ionen,die von der Bremselektrode 9 zurückgeworfen werden, Sekundärelektronen erzeugen, wie dies mit Bezug auf die in Fig. 1 dargestellte "Vorrichtung beschrieben ist. Die Elektronen werden in Richtung auf den Szintillator 10 beschleunigt, welcher den zentralen Teil der Elektrode 9 einnimmt, wie dies bereits beschrieben wurde.According to FIG. 2, the ion beam 4- arrives from the one not shown magnetic sector of the mass spectrometer again through a slot in the grounded electrode 6, which the Forms the resolution slit of the spectrometer. Beyond the electrode 6 there is a grounded clean-up electrode or Consumption electrode 16, which has an opening slot, and on the other side of this electrode there is another electrode 8 'with an' opening slot. The latter electrode is the electrode at which the ions reflected from the braking electrode 9 generate secondary electrons like this is described with reference to the "device shown in FIG. 1. The electrons are directed towards the scintillator 10" accelerates, which occupies the central part of the electrode 9, as already described.
Die Elektrode 8' nach Fig. 2 umfaßt einen halbzylindrischen Teil 171 der sich von ihrer Oberfläche in Richtung auf die Elektrode 9 erstreckt. Die Achse des Teiles 17 verläuft parallel zu dem Schlitz in der Elektrode 8'. Die.elektrischen Feldlinien von der Elektrode 9 konzentrieren sich in.Richtung auf den Teil 17, der gleichbedeutend mit der Erzeugung einer Feldkomponente ist, die transversal zu der Achse der Aussparung bzw. Öffnung in Richtung auf den Teil 17 gerichtet ist. Die positiven Ionen, die in Richtung auf die Elektrode 9 fließen und von dieser zurückgeworfen werden, werden deshalb von der Achse in Richtung auf das Teil 17, wie dargestellt, abgelenkt, so daß sie auf die Elektrode 81 auftreffen, entfernt von dem Schlitz derselben, und ihre Tendenz,-axial durch diesen Schlitz zurückgeworfen zu werden, reduziert wird. Der Teil 17 erstreckt sich über die Enden des Schlitzes hinaus, so daß das Feld in dem Schlitzbereich merklich gleichförmig und homogen ist.The electrode 8 'of FIG. 2 comprises a semi-cylindrical part 171 which extends from its surface in the direction of the electrode 9. The axis of the part 17 runs parallel to the slot in the electrode 8 '. The electrical field lines from the electrode 9 concentrate in the direction on the part 17, which is equivalent to the generation of a field component which is directed transversely to the axis of the recess or opening in the direction of the part 17. The positive ions which flow towards the electrode 9 and are reflected therefrom are therefore deflected from the axis towards the part 17, as shown, so that they impinge on the electrode 8 1 , away from the slot thereof , and their tendency to be reflected back axially through this slot is reduced. The portion 17 extends beyond the ends of the slot so that the field in the slot area is noticeably uniform and homogeneous.
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Die (negativen) Sekundärelektronen werden abgelenkt zurück in die entgegengesetzte Bichtung in eine Fließrichtung von xLer Elektrode 81 zum Szintillator ΙΌ. "The (negative) secondary electrons are deflected back in the opposite direction in a direction of flow from the electrode 8 1 to the scintillator ΙΌ. "
Die clean-up-Elektrode bzw. Aufzehrelektrode 16 stellt kein wesentliches Merkmal der Erfindung dar.The clean-up electrode or consumption electrode 16 represents is not an essential feature of the invention.
Das Potential auf der Elektrode 9 ist variabel über und unter der Spannung der Ionenquelle, wie vorstehend beschrieben, und wird auf + 8 kV ~ 100 V gehalten. Das Potential auf der Elektrode 8' ist ein hohes negatives Potential, z.B. - 6 kV, um die Empfindlichkeit der, Meßvorrichtung zu erhöhen, wie dies mit Bezug auf die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung beschrieben wurde. Bei einem hohen negativen Potential können Ionen mit hoher oder niedriger Energie mit der gleichen Wirksamkeit ermittelt und gemessen werden.The potential on electrode 9 is variable above and below the voltage of the ion source, as described above, and is maintained at + 8 kV ~ 100V. The potential on the electrode 8 'is a high negative potential, for example -6 kV, in order to increase the sensitivity of the measuring device, as has been described with reference to the device shown in FIG. At a high negative potential, ions with high or low energy can be detected and measured with the same effectiveness.
Eine weitere ausgesparte Elektrode bzw. Lochelektrode, die mit einem positiven Potential verbunden ist, das niedriger als das der Elektrode 9 ist, kann zwischen der Elektrode 8' und der Elektrode 16 angeordnet sein, um eine niedrigere Grenze der ermittelten bzw» gemessenen Ionenenergie zu setzen, wie dies bereits in der vorerwähnten Patentschrift beschrieben ist.Another recessed electrode or hole electrode, which is connected to a positive potential that is lower than that of the electrode 9 can be arranged between the electrode 8 'and the electrode 16 in order to achieve a lower limit of the determined or »measured ion energy, like this is already described in the aforementioned patent.
Geeignete Abmessungen in der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind folgende:Suitable dimensions in the embodiment according to FIG. 2 are the following:
Trennung zwischen der Elektrode 81 und 9: 38,1 mm (1,5 inch) Höhe des Teiles 17:. 2,54- mm (0,1 inch)Separation between electrode 8 1 and 9: 38.1 mm (1.5 inch) height of part 17 :. 2.54- mm (0.1 inch)
Durchmesser des Teiles 17: 5,08 mm (0,2 inch)Part 17 diameter: 5.08 mm (0.2 inch)
der Achse ·the axis
Entfernung/des Teiles 17 von der Achse
der Elektrode 8: 12,7 mm (0,5 inch)Distance / of the part 17 from the axis
of electrode 8: 12.7 mm (0.5 inch)
Breite des Schlitzes in der Elektrode 8': 2,54- mm (0,1 inch) Länge des Schlitzes in der Elektrode 8?: 10,16 mm (0,4 inch) Länge des Teiles 17: 25,4- mm (1,0 inch)Width of slot in electrode 8 ': 2.54- mm (0.1 inch) Length of slot in electrode 8 ? : 10.16 mm (0.4 inch) Length of part 17: 25.4- mm (1.0 inch)
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Es kann festgestellt werden, daß, wenn das negative Potential das an die Elektroden 8 (Fig.; 1) oder 8' (U1Ig. 2) angelegt wird, "beispielsweise auf -200 V reduziert wird, keine Vergrößerung der Empfindlichkeit erreicht wird, aber das Potential wirkt dahingehend, daß es irgendwelche Elektronen, die durch auf die Elektroden 6 oder 16 aufschlagende Ionen ausgesendet werden, unterdrückt. Im Bedarfsfall kann somit dieses Potential als Kontrolle für die Empfindlichkeit verwendet werden.It can be stated that if the negative potential which is applied to the electrodes 8 (Fig .; 1) or 8 '(U 1 Ig. 2) "is reduced, for example, to -200 V, no increase in sensitivity is achieved , but the potential acts to suppress any electrons emitted by ions striking the electrodes 6 or 16. Thus, if necessary, this potential can be used as a control for sensitivity.
Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden
Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor
allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen
— oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.The invention also relates to modifications of the embodiment outlined in the accompanying patent claim 1 and, above all, relates to all features of the invention, which in detail
- or in combination - are disclosed throughout the description and drawing.
Pat ent ansprüchePatent claims
109851/167 9109851/167 9
Claims (1)
daß der ersten/Elektrode eine weitere ausgesparte Elektrode vorgeordnet ist, die auf einem Potential gehalten werden kann, das gering unterhalb dem Potential der ersten ausgesparten Elektrode liegt.2 «. Device according to Claim 1, characterized in that it is recessed
that the first / electrode is preceded by a further recessed electrode which can be kept at a potential which is slightly below the potential of the first recessed electrode.
Applications Claiming Priority (2)
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| GB2800170 | 1970-06-09 | ||
| GB5632770 | 1970-11-26 |
Publications (1)
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Family
ID=26259119
Family Applications (2)
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Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19717121967U Expired DE7121967U (en) | 1970-06-09 | 1971-06-05 | DEVICE FOR MEASURING THE INTENSITY OF AN ION BEAM |
Country Status (2)
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| DE2825760C2 (en) * | 1978-06-12 | 1983-08-25 | Finnigan MAT GmbH, 2800 Bremen | Device for the alternative detection of positively and negatively charged ions at the output of a mass spectrometer |
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1971
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Also Published As
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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