JP2016157523A5 - - Google Patents

Description

高真空に維持される真空チャンバ（図示せず）の内部に設置された箱状のイオン化室３１には、試料ガスが供給される試料導入口３１４、イオンが出射されるイオン出射口３１１、さらには、熱電子が導入される電子導入口３１２、熱電子が排出される電子排出口３１３が形成されている。電子導入口３１２の外側にはフィラメント室３４１に内装されたフィラメント３４が配置されており、図示しない加熱電流源からフィラメント３４に加熱電流Ifが供給されるとフィラメント３４の温度が上昇し、その表面から熱電子が放出される。一方、電子排出口３１３の外側にはトラップ電極として、フィラメント室３５１に内装された対向フィラメント３５が配置されている。例えばフィラメント３４には例えば−７０[Ｖ]の電圧Ｖ１、フィラメント室３４１には電圧Ｖ１よりも僅かに低い例えば−７１[Ｖ]の電圧Ｖ２、対向フィラメント３５には例えば＋１０[Ｖ]程度の正の電圧Ｖ４が印加されている。また、イオン化室３１は接地電位（０[Ｖ]）となっている。

フィラメント３４で発生した熱電子は、フィラメント室３４１とイオン化室３１との間の電位差（−７１[Ｖ]→０[Ｖ]）によって加速されて電子導入口３１２を経てイオン化室３１内に導入される。イオン化室３１内には試料導入口３１４から試料ガスが導入されており、イオン化室３１内で試料分子Ｍと熱電子ｅ^-が接触すると、Ｍ＋ｅ^-→Ｍ^+・＋２ｅ^- という電子放出が起こる。それによって、試料分子イオン又は試料原子イオンが生成される。対向フィラメント３５に印加されている正の電圧Ｖ４に引かれて電子は該対向フィラメント３５に到達し、対向フィラメント３５にはトラップ電流Ibが流れる。対向フィラメント３５に捕捉される電子数はフィラメント３４から放出された電子数に依存するため、例えば制御回路（図示せず）は、トラップ電流Ibが所定値になるように加熱電流Ifを制御する。これによって、フィラメント３４での熱電子の発生量がほぼ一定になり、イオン化室３１内で安定したイオン化が達成される。

図５（ａ）と図３（ａ）とを比較すれば明らかなように、本実施例のイオン源３では、単純な押し出しモードでは殆ど後段へと輸送されなかったイオン化室３１の中央部から外れた位置にあるイオンもイオン出射口３１１に導かれ後段へと輸送されており、イオン化室３１の内壁面に接触して消滅するイオンは少ない。これは、イオン収束電極３６、３７により形成される電場がイオン化室３１内にまで入り込み、イオンをイオン流の中心軸方向に押している効果である。これによって、後段へと多くの量のイオンを輸送することができ、高い分析感度を実現できる。