JP2018173283A - Field asymmetric ion mobility spectrometer, and mixture separation method using the same - Google Patents

Field asymmetric ion mobility spectrometer, and mixture separation method using the same Download PDF

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法人 塚原
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竹志 山本
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Tomohiro Ota
智浩 太田
裕介 塚本
Yusuke Tsukamoto
裕介 塚本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a field asymmetric ion mobility spectrometer having a higher separation capability.SOLUTION: There is provided a field asymmetric ion mobility spectrometer for selectively separating at least one substance from a mixture containing two or more substances. A filter comprised in the spectrometer comprises first to fourth planar electrodes having a main surface parallel to a direction from an ionization device toward the filter. The second planar electrode is positioned between the first planar electrode and the third planar electrode. The third planar electrode is positioned between the second planar electrode and the fourth planar electrode. The third planar electrode and the fourth planar electrode are electrically connected to the first planar electrode and the second planar electrode, respectively. A gap is formed between adjacent twos of the planar electrodes. The electrodes are disposed on a substrate which has a concave-and-convex shape on a surface thereof.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、電界非対称性イオン移動度分光計、およびそれを用いた混合物分離方法に関する。   The present invention relates to a field asymmetric ion mobility spectrometer and a mixture separation method using the same.

特許文献1および特許文献2は、電界非対称性イオン移動度分光計を開示している。
電界非対称性イオン移動度分光計は、2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離するために用いられる。分離された少なくとも1種類の物質は、電界非対称性イオン移動度分光計に含まれる検出器により検出される。
Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose an electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
Field asymmetric ion mobility spectrometers are used to selectively separate at least one substance from a mixture containing two or more substances. The separated at least one substance is detected by a detector included in the electric field asymmetric ion mobility spectrometer.

特許5221954号公報Japanese Patent No. 5221954 特許5015395号公報Japanese Patent No. 5015395

本発明の目的は、高い分離能力を有する電界非対称性イオン移動度分光計を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a field asymmetric ion mobility spectrometer having high separation ability.

本発明による電界非対称性イオン移動度分光計は、2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離するための電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記混合物に含有される2種類以上の物質をイオン化するためのイオン化装置、および
前記イオン化された2種類以上の物質から、前記少なくとも1種類の物質を選択するためのフィルタ、
を具備する。
ここで、
前記フィルタは、前記イオン化装置に隣接しており、
前記フィルタは、第1電極群および第2電極群を具備し、
前記フィルタは、平板状の第1電極、平板状の第2電極、平板状の第3電極、および平板状の第4電極を具備し、
前記第1電極群は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極を含み、
前記第2電極群は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極を含み、
平板状の各第1〜第4電極は、前記イオン化装置から前記フィルタに向かう方向に平行な主面を有し、
前記平板状の第2電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第1電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第4電極は、前記平板状の第2電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第1電極および第2電極の間には、第1隙間が形成されており、
前記平板状の第2電極および第3電極の間には、第2隙間が形成されており、
前記平板状の第3電極および第4電極の間には、第3隙間が形成されており、
前記第1電極群は、前記第2電極群から電気的に絶縁されており、
前記フィルタは、互いに平行な下側絶縁性基板および上側絶縁性基板を具備し、
前記下側絶縁性基板および前記上側絶縁性基板の間に、前記平板状の第1〜第4電極が位置しており、
前記平板状の第1〜第4電極の法線方向は、前記下側絶縁性基板の法線に直交しており、
前記平板状の第1電極の法線および前記下側絶縁性基板の法線の両者を含む断面において、前記下側絶縁性基板は、その上面に下側第1凹部を具備しており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板は、その上面に下側第1凸部および下側第2凸部を具備しており、
前記断面において、前記下側第1凹部は、前記下側第1凸部および前記下側第2凸部の間に位置しており、
前記断面において、前記下側第1凸部上に前記平板状の第1電極が位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第2凸部上に前記平板状の第2電極が位置している。
A field asymmetric ion mobility spectrometer according to the present invention is a field asymmetric ion mobility spectrometer for selectively separating at least one substance from a mixture containing two or more substances,
An ionizer for ionizing two or more kinds of substances contained in the mixture, and a filter for selecting the at least one kind of substance from the two or more kinds of ionized substances;
It comprises.
here,
The filter is adjacent to the ionizer;
The filter includes a first electrode group and a second electrode group,
The filter includes a flat plate-like first electrode, a flat plate-like second electrode, a flat plate-like third electrode, and a flat plate-like fourth electrode,
The first electrode group includes the flat plate-like first electrode and the flat plate-like third electrode,
The second electrode group includes the flat plate-like second electrode and the flat plate-like fourth electrode,
Each of the flat plate-shaped first to fourth electrodes has a main surface parallel to the direction from the ionizer toward the filter,
The plate-like second electrode is located between the plate-like first electrode and the plate-like third electrode,
The plate-like third electrode is located between the plate-like second electrode and the plate-like fourth electrode,
The flat plate-like third electrode is electrically connected to the flat plate-like first electrode,
The flat plate-like fourth electrode is electrically connected to the flat plate-like second electrode,
A first gap is formed between the flat plate-like first electrode and the second electrode,
A second gap is formed between the flat plate-like second electrode and the third electrode,
A third gap is formed between the flat plate-like third electrode and the fourth electrode,
The first electrode group is electrically insulated from the second electrode group;
The filter includes a lower insulating substrate and an upper insulating substrate parallel to each other,
Between the lower insulating substrate and the upper insulating substrate, the plate-like first to fourth electrodes are located,
The normal direction of the flat plate-shaped first to fourth electrodes is orthogonal to the normal line of the lower insulating substrate,
In a cross section including both the normal line of the flat plate-like first electrode and the normal line of the lower insulating substrate, the lower insulating substrate has a lower first recess on the upper surface thereof,
In the cross section, the lower insulating substrate includes a lower first convex portion and a lower second convex portion on an upper surface thereof,
In the cross section, the lower first concave portion is located between the lower first convex portion and the lower second convex portion,
In the cross section, the flat plate-like first electrode is located on the lower first convex portion, and in the cross section, the flat plate-like second electrode is located on the lower second convex portion. ing.

本発明の趣旨には、上記の電界非対称性イオン移動度分光計を用いて、2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離する方法も含まれる。   The gist of the present invention includes a method for selectively separating at least one substance from a mixture containing two or more kinds of substances using the above-described electric field asymmetric ion mobility spectrometer.

本発明は、高い分離能力を有する電界非対称性イオン移動度分光計を提供する。   The present invention provides a field asymmetric ion mobility spectrometer with high separation capability.

図1は、電界非対称性イオン移動度分光計の模式図を示す。FIG. 1 shows a schematic diagram of an electric field asymmetric ion mobility spectrometer. 図2は、電場の強度およびイオン移動度の比の間の関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between electric field strength and ion mobility ratio. 図3は、実施形態によるフィルタの模式図を示す。FIG. 3 is a schematic diagram of a filter according to the embodiment. 図4Aは、第1電極群に印加される非対称な交流電圧および時間の関係を示すグラフである。FIG. 4A is a graph showing the relationship between the asymmetrical AC voltage applied to the first electrode group and time. 図4Bは、第1電極群に印加される非対称な交流電圧および時間の関係を示すグラフである。FIG. 4B is a graph showing a relationship between an asymmetrical AC voltage applied to the first electrode group and time. 図4Cは、第1電極群に印加される非対称な交流電圧および時間の関係を示すグラフである。FIG. 4C is a graph showing the relationship between the asymmetrical AC voltage applied to the first electrode group and time. 図4Dは、第1電極群に印加される非対称な交流電圧および時間の関係を示すグラフである。FIG. 4D is a graph showing the relationship between the asymmetrical AC voltage applied to the first electrode group and time. 図5は、従来のフィルタに含まれる一対の平板状の電極の間における、2種類のイオン化されたガスの動きの模式平面図を示す。FIG. 5 shows a schematic plan view of the movement of two types of ionized gas between a pair of flat electrodes included in a conventional filter. 図6は、実施形態によるフィルタに含まれる平板状の第1電極〜第4電極の間における、2種類のイオン化されたガスの動きの模式平面図を示す。FIG. 6 is a schematic plan view showing movements of two types of ionized gas between the flat plate-like first electrode to the fourth electrode included in the filter according to the embodiment. 図7Aは、実施形態によるフィルタを製造する方法に含まれる1工程の模式図を示す。FIG. 7A is a schematic diagram of one step included in the method of manufacturing a filter according to the embodiment. 図7Bは、図7Aに続き、実施形態によるフィルタを製造する方法に含まれる1工程の模式図を示す。FIG. 7B is a schematic diagram of one step included in the method for manufacturing the filter according to the embodiment, following FIG. 7A. 図7Cは、図7Bに続き、実施形態によるフィルタを製造する方法に含まれる1工程の模式図を示す。FIG. 7C is a schematic diagram of one step included in the method for manufacturing the filter according to the embodiment, following FIG. 7B. 図7Dは、図7Cに続き、実施形態によるフィルタを製造する方法に含まれる1工程の模式図を示す。FIG. 7D is a schematic diagram of one step included in the method for manufacturing the filter according to the embodiment, following FIG. 7C. 図8Aは、実施形態によるフィルタの平面図を示す。FIG. 8A shows a plan view of a filter according to an embodiment. 図8Bは、図8Aに含まれる線8B−8Bに沿った断面図を示す。FIG. 8B shows a cross-sectional view along line 8B-8B included in FIG. 8A. 図8Cは、図8Bに含まれる破線によって囲まれた部分の拡大図を示す。FIG. 8C shows an enlarged view of a portion surrounded by a broken line included in FIG. 8B. 図8Dは、下側第1凹部がない場合における図8Cに含まれる部分の拡大図を示す。FIG. 8D shows an enlarged view of the portion included in FIG. 8C when there is no lower first recess. 図9Aは、実施形態の第1変形例によるフィルタの平面図を示す。FIG. 9A shows a plan view of a filter according to a first modification of the embodiment. 図9Bは、図9Aに含まれる線9B−9Bに沿った断面図を示す。FIG. 9B shows a cross-sectional view along line 9B-9B included in FIG. 9A. 図10Aは、実施形態の第2変形例によるフィルタの平面図を示す。FIG. 10A is a plan view of a filter according to a second modification of the embodiment. 図10Bは、図10Aに含まれる線10B−10Bに沿った断面図を示す。FIG. 10B shows a cross-sectional view along line 10B-10B included in FIG. 10A. 図10Cは、図10Aに含まれる線10C−10Cに沿った断面図を示す。FIG. 10C shows a cross-sectional view along line 10C-10C included in FIG. 10A. 図11Aは、実施形態の第3変形例によるフィルタの平面図を示す。FIG. 11A is a plan view of a filter according to a third modification of the embodiment. 図11Bは、図11Aに含まれる線11B−11Bに沿った断面図を示す。FIG. 11B shows a cross-sectional view along line 11B-11B included in FIG. 11A. 図12Aは、実施形態の第4変形例によるフィルタの平面図を示す。FIG. 12A is a plan view of a filter according to a fourth modification of the embodiment. 図12Bは、図12Aに含まれる線12B−12Bに沿った断面図を示す。FIG. 12B shows a cross-sectional view along line 12B-12B included in FIG. 12A. 図12Cは、図12Aに含まれる線12C−12Cに沿った断面図を示す。FIG. 12C shows a cross-sectional view along line 12C-12C included in FIG. 12A.

以下、本発明の実施形態が、図面を参照しながら説明される。本発明は、特願2016−217738(英文明細書では、対応する米国出願である15/350155に変更)に開示された電界非対称性イオン移動度分光計の改良に係る。特願2016−217738(英文明細書では、対応する米国出願である15/350155に変更)は、本明細書に参考として援用される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention relates to an improvement in the electric field asymmetric ion mobility spectrometer disclosed in Japanese Patent Application No. 2006-217738 (changed to the corresponding US application 15/350155). Japanese Patent Application No. 2006-217738 (in the English specification, changed to the corresponding US application 15/350155) is hereby incorporated by reference.

まず、電界非対称性イオン移動度分光計(以下、「FAIMS」と呼ばれ得る)が説明される。ユーザは、本実施形態によるFAIMSを用意する。すなわち、ユーザは、本実施形態によるFAIMSを組み立てる。あるいは、ユーザは、本特許権者またはそのライセンシーから本実施形態によるFAIMSを購入する。次いで、ユーザは、本実施形態によるFAIMSの電源を入れ、FAIMSを使えるようにする。   First, a field asymmetric ion mobility spectrometer (hereinafter may be referred to as “FAIMS”) will be described. The user prepares FAIMS according to the present embodiment. That is, the user assembles the FAIMS according to the present embodiment. Alternatively, the user purchases FAIMS according to the present embodiment from the patentee or its licensee. Next, the user turns on the FAIMS according to the present embodiment so that the FAIMS can be used.

電界非対称性イオン移動度分光計は、2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離するために用いられる。   Field asymmetric ion mobility spectrometers are used to selectively separate at least one substance from a mixture containing two or more substances.

図1は、電界非対称性イオン移動度分光計の模式図を示す。図1に示されるように、電界非対称性イオン移動度分光計は、イオン化装置301およびフィルタ302を具備する。イオン化装置301を用いて、混合物に含有される2種類以上の物質がイオン化される。フィルタ302を介して、イオン化された2種類以上の物質から少なくとも1種類の物質が選択される。   FIG. 1 shows a schematic diagram of an electric field asymmetric ion mobility spectrometer. As shown in FIG. 1, the electric field asymmetric ion mobility spectrometer includes an ionizer 301 and a filter 302. Using the ionizer 301, two or more kinds of substances contained in the mixture are ionized. At least one material is selected from the two or more ionized materials via the filter 302.

(イオン化装置301)
イオン化装置301に供給される混合物は、液体または気体である。本明細書では、混合物は、3種類のガス202〜204を含有することとする。ガス202〜204は、イオン化装置301を用いてイオン化される。
(Ionizer 301)
The mixture supplied to the ionizer 301 is a liquid or a gas. In this specification, a mixture shall contain three types of gas 202-204. The gases 202 to 204 are ionized using the ionizer 301.

イオン化装置301の詳細については、特許文献1および特許文献2を参照せよ。これらの文献は、参考として本明細書に援用される。   For details of the ionization apparatus 301, see Patent Document 1 and Patent Document 2. These documents are hereby incorporated by reference.

(フィルタ302)
次に、イオン化されたガス202〜204は、イオン化装置301に隣接して配置されたフィルタ302に供給される。
(Filter 302)
Next, the ionized gases 202 to 204 are supplied to a filter 302 disposed adjacent to the ionizer 301.

フィルタ302は、互いに平行に配置された平板状の第1電極201aおよび平板状の第2電極201bを具備する。第1電極201aは接地されている。一方、第2電極201bは、電源205に接続されている。電源205は、非対称な交流電圧を第2電極201bに印加するために用いられる。非対称な交流電圧には、補償電圧CVが重畳され得る。第2電極201bに印加される非対称な交流電圧については、後述される。   The filter 302 includes a flat plate-like first electrode 201a and a flat plate-like second electrode 201b arranged in parallel to each other. The first electrode 201a is grounded. On the other hand, the second electrode 201 b is connected to the power source 205. The power source 205 is used to apply an asymmetrical AC voltage to the second electrode 201b. A compensation voltage CV can be superimposed on the asymmetrical AC voltage. The asymmetrical AC voltage applied to the second electrode 201b will be described later.

接地された第1電極201aおよび非対称な交流電圧が印加される第2電極201bの間に、イオン化された3種類のガス202〜204が供給される。3種類のガス202〜204は、第1電極201aおよび第2電極201bの間で生じた電場の影響を受ける。   Three types of ionized gases 202 to 204 are supplied between the grounded first electrode 201a and the second electrode 201b to which an asymmetrical AC voltage is applied. The three types of gases 202 to 204 are affected by the electric field generated between the first electrode 201a and the second electrode 201b.

図2は、電場の強度およびイオン移動度の比の間の関係を示すグラフである。図2に含まれる符号701に示されるように、イオン化されたガスの中には、電場の強度が増すと、より活発に移動するものもある。300未満の質量電荷比(mass-to-charge ratio)を有するイオンは、このような動きを示す。   FIG. 2 is a graph showing the relationship between electric field strength and ion mobility ratio. As indicated by reference numeral 701 in FIG. 2, some ionized gases move more actively as the electric field strength increases. Ions with a mass-to-charge ratio of less than 300 exhibit this behavior.

図2に含まれる符号702に示されるように、イオン化されたガスの中には、電場の強度が増すと、より活発に移動するが、さらに電場の強度を増すと、移動度合いが低下するものもある。   As indicated by reference numeral 702 included in FIG. 2, some ionized gases move more actively when the electric field strength increases, but the degree of movement decreases when the electric field strength is further increased. There is also.

図2に含まれる符号703に示されるように、イオン化されたガスの中には、電場の強度が増すと、移動度合いが低下するものもある。300以上の質量電荷比(mass-to-charge ratio)を有するイオンは、このような動きを示す。   As indicated by reference numeral 703 included in FIG. 2, some ionized gases have a lower degree of movement as the electric field strength increases. Ions with a mass-to-charge ratio of 300 or more exhibit this behavior.

このような特性の違いのため、図1に示されるように、3種類のガス202〜204がフィルタ302の内部で異なる方向に進行する。ガス203のみがフィルタ302から排出される一方、ガス202は第1電極201aの表面にトラップされ、かつガス204は第2電極201bの表面にトラップされる。このようにして、3種類のガスからガス203のみが選択的に分離される。言い換えれば、ガス203のみがフィルタ302から排出される。   Due to such a difference in characteristics, as shown in FIG. 1, three kinds of gases 202 to 204 travel in different directions inside the filter 302. Only the gas 203 is exhausted from the filter 302, while the gas 202 is trapped on the surface of the first electrode 201a and the gas 204 is trapped on the surface of the second electrode 201b. In this way, only the gas 203 is selectively separated from the three types of gases. In other words, only the gas 203 is exhausted from the filter 302.

分離されることになるイオンの種類に応じて、電場の強度が適切に設定される。   The intensity of the electric field is appropriately set depending on the type of ions to be separated.

次に、本実施形態による電界非対称性イオン移動度分光計の特徴が、以下、説明される。   Next, features of the electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to the present embodiment will be described below.

本実施形態による電界非対称性イオン移動度分光計は、フィルタ302の構造によって特徴づけられる。   The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to the present embodiment is characterized by the structure of the filter 302.

図3は、本実施形態によるフィルタ302の模式図を示す。図3に示されるように、フィルタ302は、第1電極群102および第2電極群103を具備する。言うまでもないが、本実施形態によるフィルタ302は、電界非対称性イオン移動度分光計に含まれる。   FIG. 3 is a schematic diagram of the filter 302 according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the filter 302 includes a first electrode group 102 and a second electrode group 103. Needless to say, the filter 302 according to the present embodiment is included in the electric field asymmetric ion mobility spectrometer.

フィルタ302は、平板状の第1電極106a、平板状の第2電極106b、平板状の第3電極106c、および平板状の第4電極106dを具備している。   The filter 302 includes a flat plate-like first electrode 106a, a flat plate-like second electrode 106b, a flat plate-like third electrode 106c, and a flat plate-like fourth electrode 106d.

第1電極群102は、平板状の第1電極106aおよび平板状の第3電極106cを含む。第2電極群103は、平板状の第2電極106bおよび平板状の第4電極106dを含む。フィルタ302の内部において、第1電極群102は、第2電極群103から電気的に絶縁されている。   The first electrode group 102 includes a flat plate-like first electrode 106a and a flat plate-like third electrode 106c. The second electrode group 103 includes a flat second electrode 106b and a flat fourth electrode 106d. Inside the filter 302, the first electrode group 102 is electrically insulated from the second electrode group 103.

平板状の各第1〜第4電極106a〜106dは、イオン化装置301からフィルタ302に向かう方向(すなわち、混合物の流れ方向)に平行な主面を有している。図3に含まれる黒色の矢印は、混合物の流れ方向(すなわち、イオン化装置301からフィルタ302に向かう方向)を示している。   Each of the flat plate-like first to fourth electrodes 106a to 106d has a main surface parallel to the direction from the ionizer 301 toward the filter 302 (that is, the flow direction of the mixture). The black arrows included in FIG. 3 indicate the flow direction of the mixture (that is, the direction from the ionizer 301 toward the filter 302).

図3に示されるように、平板状の第2電極106bは、平板状の第1電極106aおよび平板状の第3電極106cの間に位置している。平板状の第3電極106cは、平板状の第2電極106bおよび平板状の第4電極106fの間に位置している。   As shown in FIG. 3, the flat plate-like second electrode 106b is located between the flat plate-like first electrode 106a and the flat plate-like third electrode 106c. The plate-like third electrode 106c is located between the plate-like second electrode 106b and the plate-like fourth electrode 106f.

図1に示されるフィルタ302は、平板状の第5電極106eおよび平板状の第6電極106fをさらに具備する。平板状の第5電極106eは第1電極群102に含まれる。平板状の第6電極106fは第2電極群103に含まれる。   The filter 302 shown in FIG. 1 further includes a plate-like fifth electrode 106e and a plate-like sixth electrode 106f. The flat fifth electrode 106 e is included in the first electrode group 102. The flat plate-like sixth electrode 106 f is included in the second electrode group 103.

フィルタ103は、より多くの平板状の電極106を具備し得る。平板状の第n電極106は、平板状の第(n−1)電極106および平板状の第(n+1)電極106の間に位置している(nは2以上の自然数を表す)。平板状の第n電極106は、イオン化装置301からフィルタ302に向かう方向(すなわち、混合物の流れ方向)に平行な主面を有している。第1電極群102は、平板状の第2m−1電極106を含む(mは1以上の整数を表す)。第2電極群103は、平板状の第2m電極106を含む。   The filter 103 can include a larger number of flat electrodes 106. The plate-shaped n-th electrode 106 is located between the plate-shaped (n−1) -th electrode 106 and the plate-shaped (n + 1) -th electrode 106 (n represents a natural number of 2 or more). The plate-shaped nth electrode 106 has a main surface parallel to the direction from the ionizer 301 toward the filter 302 (that is, the flow direction of the mixture). The first electrode group 102 includes a flat second m-1 electrode 106 (m represents an integer of 1 or more). The second electrode group 103 includes a flat second m electrode 106.

隣接する2つの平板状の電極106の間には、隙間108が形成されている。具体的には、平板状の第1電極106aおよび平板状の第2電極106bの間には、第1隙間108aが形成されている。同様に、平板状の第2電極106bおよび平板状の第3電極106cの間には、第2隙間108bが形成されている。平板状の第3電極106cおよび平板状の第4電極106dの間には、第3隙間108cが形成されている。   A gap 108 is formed between two adjacent flat electrodes 106. Specifically, a first gap 108a is formed between the flat first electrode 106a and the flat second electrode 106b. Similarly, a second gap 108b is formed between the flat second electrode 106b and the flat third electrode 106c. A third gap 108c is formed between the flat third electrode 106c and the flat fourth electrode 106d.

以下、本実施形態によるフィルタ302の内部において、2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離する手法が説明される。以下、混合物は、2種類のガス202〜203を含有することにする。   Hereinafter, a method for selectively separating at least one substance from a mixture containing two or more kinds of substances in the filter 302 according to the present embodiment will be described. Hereinafter, the mixture contains two types of gases 202 to 203.

イオン化装置301によりイオン化されたガス202〜203は、フィルタ302に供給される。第2電極群103は接地されている一方、第1電極群102には、電源205から非対称な交流電圧が印加される。   Gases 202 to 203 ionized by the ionizer 301 are supplied to the filter 302. While the second electrode group 103 is grounded, an asymmetrical AC voltage is applied to the first electrode group 102 from the power source 205.

図4Aは、第1電極群102に印加される非対称な交流電圧および時間の関係を示すグラフである。図4Aにおいては、補償電圧は0ボルトである。期間t1の間、第1電極群102に正電圧V1(>0)が印加される。期間t2の間、第1電極群102に負電圧V2(<0)が印加される。これが繰り返される。積V1・t1により定義される面積S1は、積|V2|・t2により定義される面積S2に等しい。   FIG. 4A is a graph showing the relationship between the asymmetrical AC voltage applied to the first electrode group 102 and time. In FIG. 4A, the compensation voltage is 0 volts. During the period t1, the positive voltage V1 (> 0) is applied to the first electrode group 102. During the period t2, the negative voltage V2 (<0) is applied to the first electrode group 102. This is repeated. The area S1 defined by the product V1 · t1 is equal to the area S2 defined by the product | V2 | · t2.

望ましくは、時間t1は6ナノ秒以上100ナノ秒以下である。望ましくは、正電圧V1は、67.5ボルト以上118.125ボルト以下であり、かつ負電圧V2は、16ボルト以上28.4ボルト以下である。一般的に、正電圧V1の絶対値は負電圧V2の絶対値よりも大きい。しかし、図4Cおよび図4Dに示されるように、正電圧V1の絶対値は負電圧V2の絶対値よりも小さくても良い。望ましくは、非対称な交流電圧は、2MHz以上30MHz以下の周波数を有する。   Desirably, time t1 is 6 nanoseconds or more and 100 nanoseconds or less. Desirably, positive voltage V1 is 67.5 volts or more and 118.125 volts or less, and negative voltage V2 is 16 volts or more and 28.4 volts or less. Generally, the absolute value of the positive voltage V1 is larger than the absolute value of the negative voltage V2. However, as shown in FIGS. 4C and 4D, the absolute value of the positive voltage V1 may be smaller than the absolute value of the negative voltage V2. Desirably, the asymmetrical AC voltage has a frequency of 2 MHz to 30 MHz.

図4Aに示される非対称な交流電圧は矩形波である。しかし、矩形波に代えて、非対称な交流電圧は正弦波であってもよい。   The asymmetrical AC voltage shown in FIG. 4A is a rectangular wave. However, instead of the rectangular wave, the asymmetrical AC voltage may be a sine wave.

図4Bもまた、第1電極群102に印加される非対称な交流電圧および時間の関係を示すグラフである。図4Bにおいては、補償電圧CVが非対称な交流電圧に重畳されている。積(V1+CV)・t1’により定義される面積S3が、積|−V2+CV|・t2’により定義される面積S4に等しくなるように、周波数を一定に維持したまま、非対称な交流電圧のデューティ比が調整される。望ましくは、補償電圧CVは−20ボルト以上+20ボルト以下である。   FIG. 4B is also a graph showing the relationship between the asymmetrical AC voltage applied to the first electrode group 102 and time. In FIG. 4B, the compensation voltage CV is superimposed on the asymmetrical AC voltage. The duty ratio of the asymmetrical AC voltage while keeping the frequency constant so that the area S3 defined by the product (V1 + CV) · t1 ′ is equal to the area S4 defined by the product | −V2 + CV | · t2 ′ Is adjusted. Desirably, the compensation voltage CV is -20 volts or more and +20 volts or less.

図5は、従来のフィルタに含まれる一対の平板状の電極900a・900bの間における、2種類のイオン化されたガス902〜903の動きの模式平面図を示す。平板状の電極900aは接地されており、かつ平板状の電極900bは電源205に電気的に接続されている。図5に含まれる矢印は、混合物の流れ方向(すなわち、イオン化装置301からフィルタ302に向かう方向)を示している。   FIG. 5 shows a schematic plan view of the movement of two kinds of ionized gases 902 to 903 between a pair of flat electrodes 900a and 900b included in a conventional filter. The flat electrode 900 a is grounded, and the flat electrode 900 b is electrically connected to the power source 205. The arrows included in FIG. 5 indicate the flow direction of the mixture (that is, the direction from the ionizer 301 toward the filter 302).

図5に示されるように、期間t1では、イオン化されたガス902および903は、平板状の電極900bに向かって引き寄せられる。一方、期間t2では、イオン化されたガス902および903は、平板状の電極900aに向かって引き寄せられる。ガス903については、期間t1での横方向の移動距離は、期間t2での横方向の移動距離と実質的に等しい。一方、ガス902については、期間t1での横方向の移動距離は、期間t2での横方向の移動距離よりも大きい。従って、ガス903は、一対の平板状の電極900a・900bに沿って進む一方で、ガス902は、平板状の電極900の表面にトラップされる。   As shown in FIG. 5, in the period t1, the ionized gases 902 and 903 are attracted toward the flat electrode 900b. On the other hand, in the period t2, the ionized gases 902 and 903 are attracted toward the flat electrode 900a. For gas 903, the lateral travel distance in period t1 is substantially equal to the lateral travel distance in period t2. On the other hand, for the gas 902, the lateral movement distance in the period t1 is larger than the lateral movement distance in the period t2. Accordingly, the gas 903 travels along the pair of flat electrodes 900 a and 900 b, while the gas 902 is trapped on the surface of the flat electrode 900.

しかし、期間t1でガス902に印加される電場が小さすぎる場合、電極900の長さが短すぎる場合、または電極900の間隔が大きすぎる場合には、ガス902は平板状の電極900の表面にトラップされない。言い換えれば、ガス902は、ガス903と共にフィルタから排出される。結果的に、ガス902およびガス903を含有する混合物からガス902が分離されない。このように、図5に示される従来のフィルタは、低い分離能力を有する。   However, when the electric field applied to the gas 902 in the period t1 is too small, when the length of the electrodes 900 is too short, or when the distance between the electrodes 900 is too large, the gas 902 is formed on the surface of the flat electrode 900. Not trapped. In other words, the gas 902 is exhausted from the filter together with the gas 903. As a result, gas 902 is not separated from the mixture containing gas 902 and gas 903. Thus, the conventional filter shown in FIG. 5 has a low separation capability.

一方、図6は、本実施形態によるフィルタ302に含まれる平板状の第1電極106a〜第4電極104dの間における、2種類のイオン化されたガス202〜203の動きの模式平面図を示す。上述の通り、平板状の第1電極106aおよび平板状の第3電極106cは、電源205に電気的に接続されている。一方、平板状の第2電極106bおよび平板状の第4電極106dは、接地されている。   On the other hand, FIG. 6 shows a schematic plan view of the movement of the two types of ionized gases 202 to 203 between the flat plate-like first electrode 106a to the fourth electrode 104d included in the filter 302 according to the present embodiment. As described above, the flat plate-like first electrode 106 a and the flat plate-like third electrode 106 c are electrically connected to the power source 205. On the other hand, the flat plate-like second electrode 106b and the flat plate-like fourth electrode 106d are grounded.

期間t1では、イオン化されたガス202および203は、第1電極群102に含まれる平板状の電極の1つ(すなわち、平板状の第1電極106aまたは平板状の第3電極106c)に向かって引き寄せられる。一方、期間t2では、イオン化されたガス202および203は、第2電極群103に含まれる平板状の電極の1つ(すなわち、平板状の第2電極106bまたは平板状の第4電極106d)に向かって引き寄せられる。   In the period t1, the ionized gases 202 and 203 are directed toward one of the flat electrodes included in the first electrode group 102 (that is, the flat first electrode 106a or the flat third electrode 106c). Gravitate. On the other hand, in the period t2, the ionized gases 202 and 203 are supplied to one of the flat electrodes included in the second electrode group 103 (that is, the flat second electrode 106b or the flat fourth electrode 106d). It is drawn towards.

ガス203については、期間t1での横方向の移動距離は、期間t2での横方向の移動距離と実質的に等しい。一方、ガス202については、期間t1での横方向の移動距離は、期間t2での横方向の移動距離よりも大きい。   For gas 203, the lateral travel distance in period t1 is substantially equal to the lateral travel distance in period t2. On the other hand, for the gas 202, the lateral movement distance in the period t1 is larger than the lateral movement distance in the period t2.

図6を図5と比較すれば明らかなように、期間t1でガス202に印加される電場が小さい場合でも、または平板状の電極106の長さが短い場合でも、イオン化されたガス202は平板状の電極106の表面にトラップされる一方、イオン化されたガス203は、平板状の電極106に沿ってフィルタ302を直進して、フィルタ302から排出される。このように、本実施形態によるフィルタ302を用いて、2種類以上のイオンを含有する混合物から、目的とされる少なくとも1種類のイオン(すなわち、イオン化されたガス203)が、効率的に分離される。このように、図6に示される本実施形態によるフィルタは、高い分離能力を有する。   As is clear from comparison of FIG. 6 with FIG. 5, the ionized gas 202 is flat even when the electric field applied to the gas 202 is small in the period t1 or when the length of the flat electrode 106 is short. While being trapped on the surface of the electrode 106, the ionized gas 203 travels straight through the filter 302 along the plate electrode 106 and is discharged from the filter 302. As described above, at least one target ion (that is, the ionized gas 203) is efficiently separated from the mixture containing two or more types of ions using the filter 302 according to the present embodiment. The Thus, the filter according to the present embodiment shown in FIG. 6 has a high separation capability.

目的とされるイオン化されたガス(すなわち、イオン化されたガス203)の種類(nature)に依存して、ガスに印加される電場は調整される。一例を挙げると、本実施形態によるフィルタ302においては、隣接する2つの平板状の電極106の間の間隔801は10マイクロメートル以上35マイクロメートル以下であり得る。平板状の電極106の長さは、300マイクロメートル以上、10000マイクロメートル以下であり得る。期間t1では、20000ボルト/cm以上70000ボルト/cm以下の電場がガスに印加され得る。期間t2では、1000ボルト/cm以上10000ボルト/cm以下の電場がガスに印加され得る。   Depending on the nature of the intended ionized gas (ie, ionized gas 203), the electric field applied to the gas is adjusted. As an example, in the filter 302 according to the present embodiment, the distance 801 between two adjacent planar electrodes 106 may be 10 micrometers or more and 35 micrometers or less. The length of the flat electrode 106 may be 300 micrometers or more and 10,000 micrometers or less. In the period t1, an electric field of 20000 volts / cm or more and 70000 volts / cm or less can be applied to the gas. In the period t2, an electric field of 1000 volts / cm or more and 10,000 volts / cm or less can be applied to the gas.

本実施形態によるフィルタ302が、以下、より具体的に説明される。   The filter 302 according to the present embodiment will be described more specifically below.

図3に示されるように、フィルタ302は直方体の形状を有する。フィルタ302は、互いに平行な下側絶縁性基板101および上側絶縁性基板105を具備することが望ましい。下側絶縁性基板101および上側絶縁性基板105の間に、平板状の電極106が位置している。平板状の各電極106は、下側絶縁性基板101の厚み方向(すなわち、紙面上での上下方向)に直交する法線を有する。さらに、平板状の各電極106は、混合物の流れ方向(すなわち、イオン化装置301からフィルタ302に向かう方向)に平行な主面を有する。   As shown in FIG. 3, the filter 302 has a rectangular parallelepiped shape. The filter 302 preferably includes a lower insulating substrate 101 and an upper insulating substrate 105 that are parallel to each other. A plate-like electrode 106 is located between the lower insulating substrate 101 and the upper insulating substrate 105. Each of the flat electrodes 106 has a normal line orthogonal to the thickness direction of the lower insulating substrate 101 (that is, the vertical direction on the paper surface). Furthermore, each flat electrode 106 has a main surface parallel to the flow direction of the mixture (that is, the direction from the ionizer 301 to the filter 302).

このように、平板状の電極106は、下側絶縁性基板101上で鉛直方向に立つように、下側絶縁性基板101および上側絶縁性基板105の間に設けられている。   Thus, the flat electrode 106 is provided between the lower insulating substrate 101 and the upper insulating substrate 105 so as to stand in the vertical direction on the lower insulating substrate 101.

上側絶縁性基板105の下面には、第1帯状電極112および第2帯状電極114が設けられている。第1帯状電極112は、第1電極群102に含まれており、かつ平板状の第2m−1電極106(例えば、平板状の第1電極106a、平板状の第3電極106c、および平板状の第5電極106e)に電気的に接続されている。第2帯状電極114は、第2電極群103に含まれており、かつ平板状の第2m電極106(例えば、平板状の第2電極106b、平板状の第4電極106d、および平板状の第6電極106f)に電気的に接続されている。図3に示されるように、第1帯状電極112および第2帯状電極114は、平板状の第1電極106aの法線に平行な方向(すなわち、紙面上では左右方向)に伸び出していることが望ましい。   A first strip electrode 112 and a second strip electrode 114 are provided on the lower surface of the upper insulating substrate 105. The first strip electrode 112 is included in the first electrode group 102 and has a plate-like second m-1 electrode 106 (for example, a plate-like first electrode 106a, a plate-like third electrode 106c, and a plate-like shape). The fifth electrode 106e) is electrically connected. The second strip electrode 114 is included in the second electrode group 103 and has a flat plate-like second m electrode 106 (for example, a flat plate-like second electrode 106b, a flat plate-like fourth electrode 106d, and a flat plate-like second electrode 106d). 6 electrodes 106f) are electrically connected. As shown in FIG. 3, the first strip electrode 112 and the second strip electrode 114 extend in a direction parallel to the normal line of the flat plate-like first electrode 106a (that is, the horizontal direction on the paper surface). Is desirable.

このように、第1電極群102および第2電極群103は、櫛状を有することが望ましい。平面視において、櫛の形状を有する第1電極群102および第2電極群103は、互いに係合している。   Thus, it is desirable that the first electrode group 102 and the second electrode group 103 have a comb shape. In plan view, the first electrode group 102 and the second electrode group 103 having a comb shape are engaged with each other.

第1電極群102は、フィルタ302の一端(紙面上では左端)に位置する第1壁面電極122を含むことが望ましい。同様に、第2電極群103は、フィルタ302の他端(紙面上では右端)に位置する第2壁面電極124を含むことが望ましい。言うまでもないが、フィルタ302の他の2つの側面(紙面上では前側および後側)には、一対の開口が設けられている。混合物が一方の開口(紙面上では後側の開口)を通ってフィルタ302の内部に入る。目的とされる少なくとも1種の物質が、他方の開口(紙面上では前側の開口)を通ってフィルタ302から排出される。   The first electrode group 102 preferably includes a first wall surface electrode 122 positioned at one end (the left end on the paper surface) of the filter 302. Similarly, the second electrode group 103 preferably includes a second wall surface electrode 124 positioned at the other end of the filter 302 (the right end on the paper surface). Needless to say, a pair of openings are provided on the other two side surfaces of the filter 302 (the front side and the rear side on the paper surface). The mixture enters the interior of the filter 302 through one opening (the rear opening on the paper). At least one substance of interest is discharged from the filter 302 through the other opening (front opening on the paper surface).

上側絶縁性基板105には、第1スルーホール106および第2スルーホール107が設けられている。第1スルーホール106を通して、第1壁面電極122は、電源205に電気的に接続される。同様に、第2スルーホール107を通して、第2壁面電極124は接地される。   The upper insulating substrate 105 is provided with a first through hole 106 and a second through hole 107. The first wall electrode 122 is electrically connected to the power source 205 through the first through hole 106. Similarly, the second wall electrode 124 is grounded through the second through hole 107.

期間t1では、隣接する2つの電極106の間に非常に高い電圧が印加される。そのため、沿面放電が、隣接する2つの平板状の電極106の間で、下側絶縁性基板101の表面に沿って発生し得る。本実施形態では、下側絶縁性基板101の上面に下側第1凹部が設けられる。当該下側第1凹部が、沿面放電を抑制する。   In the period t1, a very high voltage is applied between two adjacent electrodes 106. Therefore, creeping discharge can occur along the surface of the lower insulating substrate 101 between two adjacent flat electrodes 106. In the present embodiment, the lower first concave portion is provided on the upper surface of the lower insulating substrate 101. The said lower 1st recessed part suppresses creeping discharge.

以下、本実施形態による下側絶縁性基板101が詳細に説明される。図8Aは、実施形態によるフィルタ302の平面図を示す。この平面図には、第1電極106a〜第6電極106fが含まれている。図8Bは、図8Aに含まれる線8B−8Bに沿った断面図を示す。図8Bに示される断面図は、フィルタ302の正面図でもある。   Hereinafter, the lower insulating substrate 101 according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 8A shows a plan view of a filter 302 according to an embodiment. This plan view includes the first electrode 106a to the sixth electrode 106f. FIG. 8B shows a cross-sectional view along line 8B-8B included in FIG. 8A. The cross-sectional view shown in FIG. 8B is also a front view of the filter 302.

図3に含まれる矢印Xは、平板状の第1電極106aの法線(すなわち、紙面左右方向)に平行である。矢印Yは、混合物の流れ方向(すなわち、紙面手前奥方向)に平行である。矢印Zは、下側絶縁性基板101の法線(すなわち、紙面上下方向)に平行である。図8Aは、矢印Xおよび矢印Yを含む面に沿ってフィルタ302を切断した際に現れる。図8Bは、矢印Xおよび矢印Zを含む面に沿ってフィルタ302を切断した際に現れる。   The arrow X included in FIG. 3 is parallel to the normal line of the flat plate-like first electrode 106a (that is, the left-right direction on the paper). The arrow Y is parallel to the flow direction of the mixture (that is, the front and back direction on the paper). The arrow Z is parallel to the normal line of the lower insulating substrate 101 (that is, the vertical direction on the paper surface). FIG. 8A appears when the filter 302 is cut along a plane including the arrows X and Y. FIG. 8B appears when the filter 302 is cut along a plane including the arrows X and Z.

図8Bに示されるように、下側絶縁性基板101は、下側第1凹部131a、下側第2凹部131b、下側第3凹部131c、下側第4凹部131d、および下側第5凹部131eを上面に具備している。さらに、下側絶縁性基板101は、下側第1凸部141a、下側第2凸部141b、下側第3凸部141c、下側第4凸部141d、下側第5凸部141e、および下側第6凸部141fを上面に具備している。下側第1凹部131aは、下側第1凸部141aおよび下側第2凸部141bの間に位置している。下側第2凹部131bは、下側第2凸部141bおよび下側第3凸部141cの間に位置している。   As shown in FIG. 8B, the lower insulating substrate 101 includes a lower first recess 131a, a lower second recess 131b, a lower third recess 131c, a lower fourth recess 131d, and a lower fifth recess. 131e is provided on the upper surface. Further, the lower insulating substrate 101 includes a lower first convex portion 141a, a lower second convex portion 141b, a lower third convex portion 141c, a lower fourth convex portion 141d, a lower fifth convex portion 141e, The lower sixth convex portion 141f is provided on the upper surface. The lower first concave portion 131a is located between the lower first convex portion 141a and the lower second convex portion 141b. The lower second concave portion 131b is located between the lower second convex portion 141b and the lower third convex portion 141c.

第1電極106aが、下側第1凸部141a上に位置している。望ましくは、薄い直方体の形状を有する第1電極106aの1つの側面が、下側第1凸部141aに接している。同様に、第2電極106b〜第6電極106eが、それぞれ、下側第2凸部141b〜下側第6凸部141f上に位置している。   The first electrode 106a is located on the lower first convex portion 141a. Desirably, one side surface of the first electrode 106a having a thin rectangular parallelepiped shape is in contact with the lower first convex portion 141a. Similarly, the second electrode 106b to the sixth electrode 106e are positioned on the lower second convex portion 141b to the lower sixth convex portion 141f, respectively.

図示しないが、同様に、上側絶縁性基板105もまた、上側第1凹部〜上側第5凹部および上側第1凸部〜上側第6凸部を下面に具備している。   Although not shown, similarly, the upper insulating substrate 105 also includes an upper first concave portion to an upper fifth concave portion and an upper first convex portion to an upper sixth convex portion on the lower surface.

図3に示されるように、各凹部131は、矢印Yに平行な溝の形状を有する。   As shown in FIG. 3, each recess 131 has a groove shape parallel to the arrow Y.

図8Cは、図8Bに含まれる破線によって囲まれた部分の拡大図を示す。図8Dは、下側第1凹部131aがない場合の、当該部分の拡大図を示す。図8Dに含まれる矢印L2によって示されるように、沿面放電が、隣接する2つの平板状の電極106の間で、下側絶縁性基板101の表面に沿って発生し得る。一方、本実施形態においては、図8Cに含まれる矢印L1に示されるように、下側第1凹部131aのため、隣接する2つの平板状の電極106の間における下側絶縁性基板101の表面に沿った距離L1は、下側第1凹部131aがない場合と比較して長くなる。言い換えれば、距離L1は距離L2よりも長い。このため、沿面放電が発生する可能性が小さくなる。   FIG. 8C shows an enlarged view of a portion surrounded by a broken line included in FIG. 8B. FIG. 8D shows an enlarged view of the portion where there is no lower first recess 131a. As indicated by the arrow L2 included in FIG. 8D, creeping discharge may occur along the surface of the lower insulating substrate 101 between two adjacent flat electrodes 106. On the other hand, in the present embodiment, as indicated by an arrow L1 included in FIG. 8C, the surface of the lower insulating substrate 101 between the two adjacent flat electrodes 106 because of the lower first recess 131a. The distance L1 along is longer as compared with the case where there is no lower first recess 131a. In other words, the distance L1 is longer than the distance L2. For this reason, the possibility of occurrence of creeping discharge is reduced.

一例として、下側第1凹部131aの深さD(図8C参照)が5マイクロメートル以上であれば、70000ボルト/cmの電圧が印加されても、隣接する2つの電極106の間の電場強度は、沿面放電のしきい値を超えない。深さDは10マイクロメートル以下であり得る。10マイクロメートル以下の深さDを有する凹部131は、ボッシュ法により形成され得る。   As an example, when the depth D (see FIG. 8C) of the lower first recess 131a is 5 micrometers or more, the electric field strength between two adjacent electrodes 106 even when a voltage of 70000 volts / cm is applied. Does not exceed the threshold for creeping discharge. Depth D can be 10 micrometers or less. The recess 131 having a depth D of 10 micrometers or less can be formed by the Bosch method.

図9Aは、実施形態の第1変形例によるフィルタの平面図を示す。図9Bは、図9Aに含まれる線9B−9Bに沿った断面図を示す。図9Bに示されるように、下側第1凸部141aおよび下側第2凸部141bの間には、2本以上の溝が形成され得る。言い換えれば、下側絶縁性基板101は、上面に、下側第1凹部131a〜下側第5凹部131eだけでなく、下側第1追加凹部151a〜下側第5追加凹部151eも具備している。図示しないが、上側絶縁性基板105もまた、このような追加凹部を下面に具備し得る。   FIG. 9A shows a plan view of a filter according to a first modification of the embodiment. FIG. 9B shows a cross-sectional view along line 9B-9B included in FIG. 9A. As shown in FIG. 9B, two or more grooves may be formed between the lower first convex portion 141a and the lower second convex portion 141b. In other words, the lower insulating substrate 101 includes not only the lower first recess 131a to the lower fifth recess 131e but also the lower first additional recess 151a to the lower fifth additional recess 151e on the upper surface. Yes. Although not shown, the upper insulating substrate 105 may also include such an additional recess on the lower surface.

図10Aは、実施形態の第2変形例によるフィルタの平面図を示す。図10Bは、図10Aに含まれる線10B−10Bに沿った断面図を示す。図10Cは、図10Aに含まれる線10C−10Cに沿った断面図を示す。図10Bにおいては、下側凹部131が設けられているが、図10Cにおいては、下側凹部131は設けられていない。すなわち、平面視において、溝(すなわち、断面視において凹部131)の長さL3は、下側絶縁性基板101の短辺の長さL4よりも小さくても良い。このように、沿面放電の抑制が求められる部分にのみ、下側凹部131が設けられ得る。上側絶縁性基板105もまた、図10A〜図10Cに示される構造と同様の構造を有し得る。   FIG. 10A is a plan view of a filter according to a second modification of the embodiment. FIG. 10B shows a cross-sectional view along line 10B-10B included in FIG. 10A. FIG. 10C shows a cross-sectional view along line 10C-10C included in FIG. 10A. 10B, the lower recess 131 is provided, but in FIG. 10C, the lower recess 131 is not provided. That is, the length L3 of the groove (that is, the recess 131 in the cross-sectional view) in plan view may be smaller than the length L4 of the short side of the lower insulating substrate 101. As described above, the lower concave portion 131 can be provided only in a portion where creeping discharge is required to be suppressed. The upper insulating substrate 105 may also have a structure similar to the structure shown in FIGS. 10A to 10C.

図11Aは、実施形態の第3変形例によるフィルタの平面図を示す。図11Bは、図11Aに含まれる線11B−11Bに沿った断面図を示す。図11Aに示されるように、平面視において、第1電極106aおよび第2電極106bの間隔は、第2電極106bおよび第3電極106cの間隔とは異なっていても良い。図10A〜図10Cに示される第2変形例の場合と同様に、図11Aおよび図11Bに示される第3変形例においても、沿面放電の抑制が求められる部分(例えば、隣接する電極106の間の間隔が特に狭い部分)にのみ、下側凹部131が設けられ得る。   FIG. 11A is a plan view of a filter according to a third modification of the embodiment. FIG. 11B shows a cross-sectional view along line 11B-11B included in FIG. 11A. As shown in FIG. 11A, in the plan view, the distance between the first electrode 106a and the second electrode 106b may be different from the distance between the second electrode 106b and the third electrode 106c. Similarly to the case of the second modification example shown in FIGS. 10A to 10C, in the third modification example shown in FIGS. 11A and 11B, a portion where suppression of creeping discharge is required (for example, between adjacent electrodes 106). The lower concave portion 131 can be provided only in a portion where the interval is particularly narrow.

図12Aは、実施形態の第4変形例によるフィルタの平面図を示す。図12Bは、図12Aに含まれる線12B−12Bに沿った断面図を示す。図12Cは、図12Aに含まれる線12C−12Cに沿った断面図を示す。電極106の一端で生じる電場強度は、電極106の中央で生じる電場強度とは異なり得る。具体的には、電極106の一端において局所的に電場が集中しやすい。そのため、図12A〜図12Cに示されるように、電極106の一端に下側凹部131が形成され得る。図12Aに示されるように、電極106の他端に下側追加凹部151が形成され得る。同様に、電極106の一端に上側凹部(不図示)および上側追加凸部(不図示)が形成され得る。   FIG. 12A is a plan view of a filter according to a fourth modification of the embodiment. FIG. 12B shows a cross-sectional view along line 12B-12B included in FIG. 12A. FIG. 12C shows a cross-sectional view along line 12C-12C included in FIG. 12A. The electric field strength generated at one end of the electrode 106 may be different from the electric field strength generated at the center of the electrode 106. Specifically, the electric field tends to concentrate locally at one end of the electrode 106. Therefore, as shown in FIGS. 12A to 12C, a lower recess 131 can be formed at one end of the electrode 106. As shown in FIG. 12A, a lower additional recess 151 may be formed at the other end of the electrode 106. Similarly, an upper concave portion (not shown) and an upper additional convex portion (not shown) can be formed at one end of the electrode 106.

以下、本実施形態によるフィルタ302を製造する方法が説明される。   Hereinafter, a method for manufacturing the filter 302 according to the present embodiment will be described.

まず、図7Aに示されるように、表面にアルミニウム層(不図示)を有するガラス基板のような下側絶縁性基板101上に、表面に金層(不図示)を有するシリコン基板501が、ガラス層/アルミニウム層/シリコン層/金層の積層体を形成するように、積層される。シリコン基板501は、300マイクロメートル以上、700マイクロメートル以下の厚みを有し得る。シリコン基板501は、アンチモンのような不純物によってドープされている。そのため、シリコン基板501は導電性を有している。金層は、下側絶縁性基板101上をスパッタ法または蒸着法により金で被覆することによって形成され得る。金層は、200ナノメートル以上300ナノメートル以下の厚みを有し得る。アルミニウム層は、アンチモンのような不純物によってドープされたシリコン基板上をスパッタ法または蒸着法によりアルミニウムで被覆することによって形成され得る。アルミニウム層は、およそ1マイクロメートルの厚みを有し得る。表面にアルミニウム層を有するシリコン基板501は、陽極接合法により下側絶縁性基板101上に貼り合わされる。   First, as shown in FIG. 7A, a silicon substrate 501 having a gold layer (not shown) on the surface is formed on a lower insulating substrate 101 such as a glass substrate having an aluminum layer (not shown) on the surface. Lamination is performed to form a layer / aluminum layer / silicon layer / gold layer laminate. The silicon substrate 501 may have a thickness of 300 micrometers or more and 700 micrometers or less. The silicon substrate 501 is doped with an impurity such as antimony. Therefore, the silicon substrate 501 has conductivity. The gold layer can be formed by coating the lower insulating substrate 101 with gold by sputtering or vapor deposition. The gold layer can have a thickness of 200 nanometers or more and 300 nanometers or less. The aluminum layer can be formed by coating a silicon substrate doped with an impurity such as antimony with aluminum by sputtering or vapor deposition. The aluminum layer can have a thickness of approximately 1 micrometer. A silicon substrate 501 having an aluminum layer on its surface is bonded to the lower insulating substrate 101 by an anodic bonding method.

次に、最表面に露出する金層上に、フォトレジストが塗布される。マスクを用いてフォトレジストが露光され、レジストパターン(不図示)を形成する。レジストパターンをマスクとして用いて、金層の一部がウェットエッチングにより除去される。さらに、レジストパターンをマスクとして用いて、シリコン層の一部がボッシュ法により除去される。レジストパターンをマスクとして用いて、アルミニウム層の一部が除去される。このようにして、下側絶縁性基板101上に、平板状の電極106、第1壁面電極122、および第2壁面電極124が形成される。   Next, a photoresist is applied on the gold layer exposed on the outermost surface. The photoresist is exposed using a mask to form a resist pattern (not shown). A part of the gold layer is removed by wet etching using the resist pattern as a mask. Further, a part of the silicon layer is removed by the Bosch method using the resist pattern as a mask. A part of the aluminum layer is removed using the resist pattern as a mask. In this manner, the plate-like electrode 106, the first wall surface electrode 122, and the second wall surface electrode 124 are formed on the lower insulating substrate 101.

その後、図7Cに示されるように、ガラス層がさらにエッチングされる。平板状の電極106、第1壁面電極122、および第2壁面電極124をマスクとして用い、かつ化学式CF4により表されるテトラフルオロメタンのようなフルオロカーボンのガスを用いて、ガラス層がその厚み方向に沿ってエッチングされる。このようにして、隣接する2つの電極106の間に、下側凹部131が形成される。 Thereafter, as shown in FIG. 7C, the glass layer is further etched. Using the flat electrode 106, the first wall surface electrode 122, and the second wall surface electrode 124 as a mask and using a fluorocarbon gas such as tetrafluoromethane represented by the chemical formula CF 4 , the glass layer has a thickness direction. Is etched along. In this way, the lower recess 131 is formed between the two adjacent electrodes 106.

これに代えて、シリコン基板501がガラス基板上に積層される前に、下側凹部131がガラス基板上に形成され得る。この場合、ガラス基板の表面上にフォトレジスト層が形成される。次いで、フォトリソグラフィ技術によって、下側凹部131が形成される部分のみが現像処理によって除去される。ガラス基板上に残されたフォトレジスト層をマスクとして用いて、ガラス基板の表面がエッチングされ、下側凹部131が形成される。リムーバー処理および酸素アッシング処理を経て、フォトレジスト層が除去される。次いで、シリコン基板501が、ガラス基板上に積層される。その後は、上記のプロセスに従って電極106が形成される。上側凹部(不図示)は、このような方法で上側絶縁性基板105の下面上に形成され得る。言うまでもないが、フォトレジスト層の形成および凹部の形成のためには、必要ならば位置合わせ(すなわち、アライメント)が実施される。   Alternatively, the lower recess 131 can be formed on the glass substrate before the silicon substrate 501 is laminated on the glass substrate. In this case, a photoresist layer is formed on the surface of the glass substrate. Next, only a portion where the lower recess 131 is formed is removed by a development process by a photolithography technique. Using the photoresist layer left on the glass substrate as a mask, the surface of the glass substrate is etched to form the lower recess 131. The photoresist layer is removed through a remover process and an oxygen ashing process. Next, a silicon substrate 501 is laminated on the glass substrate. Thereafter, the electrode 106 is formed according to the above process. An upper recess (not shown) can be formed on the lower surface of the upper insulating substrate 105 in this manner. Needless to say, alignment (ie, alignment) is performed if necessary for forming the photoresist layer and forming the recesses.

最後に、図7Dに示されるように、第1帯状電極112および第2帯状電極114を下面に有する上側絶縁性基板105が、下側絶縁性基板101上に接合される。接合時に、第1帯状電極112は、平板状の第2m−1電極106(例えば、平板状の第1電極106a、平板状の第3電極106c、および平板状の第5電極106e)に電気的に接続される。同様に、第2帯状電極114は、平板状の第2m電極106(例えば、平板状の第2電極106b、平板状の第4電極106d、および平板状の第6電極106f)に電気的に接続される。このようにして、図3に示されるフィルタ302が得られる。   Finally, as shown in FIG. 7D, the upper insulating substrate 105 having the first strip electrode 112 and the second strip electrode 114 on the lower surface is bonded onto the lower insulating substrate 101. At the time of bonding, the first strip electrode 112 is electrically connected to the plate-like second m-1 electrode 106 (for example, the plate-like first electrode 106a, the plate-like third electrode 106c, and the plate-like fifth electrode 106e). Connected to. Similarly, the second strip electrode 114 is electrically connected to the plate-like second m electrode 106 (for example, the plate-like second electrode 106b, the plate-like fourth electrode 106d, and the plate-like sixth electrode 106f). Is done. In this way, the filter 302 shown in FIG. 3 is obtained.

(その他)
(イオン検出部)
図1に示されるように、電界非対称性イオン移動度分光計は、イオン検出部303を具備し得る。イオン検出部303は、フィルタ302に隣接して配置される。言い換えれば、フィルタ302は、イオン化装置301およびイオン検出部303の間に配置される。
(Other)
(Ion detector)
As shown in FIG. 1, the electric field asymmetric ion mobility spectrometer can include an ion detector 303. The ion detector 303 is disposed adjacent to the filter 302. In other words, the filter 302 is disposed between the ionizer 301 and the ion detector 303.

特許文献1および特許文献2にも開示されているような公知のイオン検出部303が用いられ得る。フィルタ302を通り抜けた少なくとも1種の物質(すなわち、ガス203)は、イオン検出部303により検出される。イオン検出部303に到達した少なくとも1種の物質(すなわち、ガス203)は、イオン検出部303に含まれる電極310に電荷を受け渡す。受け渡された電荷の量に比例して流れる電流の値が電流計311によって測定される。当該電流計によって測定された電流の値を元に、ガス203が特定される。   A known ion detector 303 as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 can be used. At least one substance (that is, gas 203) that has passed through the filter 302 is detected by the ion detector 303. At least one kind of substance (that is, the gas 203) that has reached the ion detection unit 303 delivers charges to the electrode 310 included in the ion detection unit 303. The ammeter 311 measures the value of the current that flows in proportion to the amount of charge delivered. The gas 203 is identified based on the value of the current measured by the ammeter.

(ポンプまたは静電場)
図1に示されるように、電界非対称性イオン移動度分光計は、ポンプ304を具備し得る。ポンプ304により、混合物は、イオン化装置301からフィルタ302を通ってイオン検出部303に吸引される。
(Pump or electrostatic field)
As shown in FIG. 1, the field asymmetric ion mobility spectrometer may comprise a pump 304. By the pump 304, the mixture is sucked from the ionizer 301 through the filter 302 to the ion detector 303.

ポンプ304に代えて、静電場が用いられ得る。言い換えれば、静電場により、イオン化装置301からフィルタ302を通ってイオン検出部303に混合物が流れ得る。この場合、電界非対称性イオン移動度分光計は、一対の電極(図示せず)を具備している。一対の電極の間に、イオン化装置301、フィルタ302、およびイオン検出部303が挟まれる。一対の電極には直流電圧が印加される。イオン化された混合物は、一対の電極の間に印加された直流電圧によって、イオン化装置301からフィルタ302を通ってイオン検出部303に流れ得る。   Instead of the pump 304, an electrostatic field can be used. In other words, the mixture can flow from the ionizer 301 through the filter 302 to the ion detector 303 by the electrostatic field. In this case, the electric field asymmetric ion mobility spectrometer includes a pair of electrodes (not shown). An ionizer 301, a filter 302, and an ion detector 303 are sandwiched between the pair of electrodes. A DC voltage is applied to the pair of electrodes. The ionized mixture can flow from the ionizer 301 to the ion detector 303 through the filter 302 by a DC voltage applied between the pair of electrodes.

本発明による電界非対称性イオン移動度分光計は、生体から放出される生体ガスに含有される成分を検出するため、または環境ガスに含有される危険成分を検出するために用いられ得る。   The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to the present invention can be used for detecting a component contained in a biological gas released from a living body or for detecting a dangerous component contained in an environmental gas.

101 下側絶縁性基板
102 第1電極群
103 第2電極群
105 上側絶縁性基板
106a 平板状の第1電極
106b 平板状の第2電極
106c 平板状の第3電極
106d 平板状の第4電極
106e 平板状の第5電極
106f 平板状の第6電極
108a 第1隙間
108b 第2隙間
108c 第3隙間

112 第1帯状電極
114 第2帯状電極
122 第1壁面電極
124 第2壁面電極

131a 下側第1凹部
131b 下側第2凹部
131c 下側第3凹部
131d 下側第4凹部
131e 下側第5凹部

141a 下側第1凸部
141b 下側第2凸部
141c 下側第3凸部
141d 下側第4凸部
141e 下側第5凸部
141f 下側第6凸部

151a 下側第1追加凹部
151b 下側第2追加凹部
151c 下側第3追加凹部
151d 下側第4追加凹部
151a 下側第5追加凹部

201a 平板状の第1電極
201b 平板状の第2電極
202 ガス
203 ガス
204 ガス
205 電源

301 イオン化装置
302 フィルタ
303 イオン検出部
304 ポンプ
311 電流計

900a 平板状の電極
900b 平板状の電極
902 ガス
903 ガス
101 Lower insulating substrate 102 First electrode group 103 Second electrode group 105 Upper insulating substrate 106a Flat plate-like first electrode 106b Flat plate-like second electrode 106c Flat plate-like third electrode 106d Flat plate-like fourth electrode 106e Flat fifth electrode 106f Flat sixth electrode 108a First gap 108b Second gap 108c Third gap

112 1st strip electrode 114 2nd strip electrode 122 1st wall electrode 124 2nd wall electrode

131a Lower first recess 131b Lower second recess 131c Lower third recess 131d Lower fourth recess 131e Lower fifth recess

141a Lower first convex portion 141b Lower second convex portion 141c Lower third convex portion 141d Lower fourth convex portion 141e Lower fifth convex portion 141f Lower sixth convex portion

151a Lower first additional recess 151b Lower second additional recess 151c Lower third additional recess 151d Lower fourth additional recess 151a Lower fifth additional recess

201a Flat first electrode 201b Flat second electrode 202 Gas 203 Gas 204 Gas 205 Power supply

301 Ionizer 302 Filter 303 Ion Detector 304 Pump 311 Ammeter

900a Flat electrode 900b Flat electrode 902 Gas 903 Gas

Claims (40)

2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離するための電界非対称性イオン移動度分光計であって、以下を具備する:
前記混合物に含有される2種類以上の物質をイオン化するためのイオン化装置、および
前記イオン化された2種類以上の物質から、前記少なくとも1種類の物質を選択するためのフィルタ、
ここで、
前記フィルタは、前記イオン化装置に隣接しており、
前記フィルタは、第1電極群および第2電極群を具備し、
前記フィルタは、平板状の第1電極、平板状の第2電極、平板状の第3電極、および平板状の第4電極を具備し、
前記第1電極群は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極を含み、
前記第2電極群は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極を含み、
平板状の各第1〜第4電極は、前記イオン化装置から前記フィルタに向かう方向に平行な主面を有し、
前記平板状の第2電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第1電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第4電極は、前記平板状の第2電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第1電極および第2電極の間には、第1隙間が形成されており、
前記平板状の第2電極および第3電極の間には、第2隙間が形成されており、
前記平板状の第3電極および第4電極の間には、第3隙間が形成されており、
前記第1電極群は、前記第2電極群から電気的に絶縁されており、
前記フィルタは、互いに平行な下側絶縁性基板および上側絶縁性基板を具備し、
前記下側絶縁性基板および前記上側絶縁性基板の間に、前記平板状の第1〜第4電極が位置しており、
前記平板状の第1〜第4電極の法線方向は、前記下側絶縁性基板の法線に直交しており、
前記平板状の第1電極の法線および前記下側絶縁性基板の法線の両者を含む断面において、前記下側絶縁性基板は、その上面に下側第1凹部を具備しており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板は、その上面に下側第1凸部および下側第2凸部を具備しており、
前記断面において、前記下側第1凹部は、前記下側第1凸部および前記下側第2凸部の間に位置しており、
前記断面において、前記下側第1凸部上に前記平板状の第1電極が位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第2凸部上に前記平板状の第2電極が位置している、
電界非対称性イオン移動度分光計。
A field asymmetric ion mobility spectrometer for selectively separating at least one substance from a mixture containing two or more substances, comprising:
An ionizer for ionizing two or more kinds of substances contained in the mixture, and a filter for selecting the at least one kind of substance from the two or more kinds of ionized substances;
here,
The filter is adjacent to the ionizer;
The filter includes a first electrode group and a second electrode group,
The filter includes a flat plate-like first electrode, a flat plate-like second electrode, a flat plate-like third electrode, and a flat plate-like fourth electrode,
The first electrode group includes the flat plate-like first electrode and the flat plate-like third electrode,
The second electrode group includes the flat plate-like second electrode and the flat plate-like fourth electrode,
Each of the flat plate-shaped first to fourth electrodes has a main surface parallel to the direction from the ionizer toward the filter,
The plate-like second electrode is located between the plate-like first electrode and the plate-like third electrode,
The plate-like third electrode is located between the plate-like second electrode and the plate-like fourth electrode,
The flat plate-like third electrode is electrically connected to the flat plate-like first electrode,
The flat plate-like fourth electrode is electrically connected to the flat plate-like second electrode,
A first gap is formed between the flat plate-like first electrode and the second electrode,
A second gap is formed between the flat plate-like second electrode and the third electrode,
A third gap is formed between the flat plate-like third electrode and the fourth electrode,
The first electrode group is electrically insulated from the second electrode group;
The filter includes a lower insulating substrate and an upper insulating substrate parallel to each other,
Between the lower insulating substrate and the upper insulating substrate, the plate-like first to fourth electrodes are located,
The normal direction of the flat plate-shaped first to fourth electrodes is orthogonal to the normal line of the lower insulating substrate,
In a cross section including both the normal line of the flat plate-like first electrode and the normal line of the lower insulating substrate, the lower insulating substrate has a lower first recess on the upper surface thereof,
In the cross section, the lower insulating substrate includes a lower first convex portion and a lower second convex portion on an upper surface thereof,
In the cross section, the lower first concave portion is located between the lower first convex portion and the lower second convex portion,
In the cross section, the flat plate-like first electrode is located on the lower first convex portion, and in the cross section, the flat plate-like second electrode is located on the lower second convex portion. ing,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
請求項1に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第2凹部が設けられており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第3凸部が設けられており、
前記断面において、前記下側第2凹部は、前記下側第2凸部および前記下側第3凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第3凸部上に前記平板状の第3電極が位置している、
電界非対称性イオン移動度分光計。
The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1,
In the cross section, a lower second recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, a lower third convex portion is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, the lower second concave portion is located between the lower second convex portion and the lower third convex portion, and in the cross section, on the lower third convex portion, A plate-like third electrode is located,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
請求項2に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第3凹部が設けられており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第4凸部が設けられており、
前記断面において、前記下側第3凹部は、前記下側第3凸部および前記下側第4凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第4凸部上に前記平板状の第4電極が位置している、
電界非対称性イオン移動度分光計。
The field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 2,
In the cross section, a lower third recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, a lower fourth convex portion is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, the lower third concave portion is located between the lower third convex portion and the lower fourth convex portion, and in the cross section, on the lower fourth convex portion, A flat fourth electrode is located,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
請求項1に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第1凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第1凸部および上側第2凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第1凹部は、前記上側第1凸部および前記上側第2凸部の間に位置しており、
前記断面において、前記上側第1凸部は、前記平板状の第1電極上に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第2凸部は、前記平板状の第2電極上に位置している、
電界非対称性イオン移動度分光計。
The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1,
In the cross section, an upper first recess is provided on a lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper first convex portion and an upper second convex portion are provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper first concave portion is located between the upper first convex portion and the upper second convex portion,
In the cross section, the upper first convex portion is located on the flat plate-like first electrode, and in the cross section, the upper second convex portion is located on the flat plate-like second electrode. ing,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
請求項4に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第2凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第3凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第2凹部は、前記上側第2凸部および前記上側第3凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第3凸部は前記平板状の第3電極上に位置している、
電界非対称性イオン移動度分光計。
The field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 4,
In the cross section, an upper second concave portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper third convex portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper second concave portion is located between the upper second convex portion and the upper third convex portion, and in the cross section, the upper third convex portion is the flat plate-like third. Located on the electrode,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
請求項5に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第3凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第4凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第3凹部は、前記上側第3凸部および前記上側第4凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第4凸部は前記平板状の第4電極上に位置している、
The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 5,
In the cross section, an upper third recess is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper fourth convex portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper third concave portion is located between the upper third convex portion and the upper fourth convex portion, and in the cross section, the upper fourth convex portion is the flat plate-shaped fourth. Located on the electrode,
請求項1に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に、下側第1追加凹部が設けられており、
かつ
前記断面において、前記下側第1追加凹部は、前記下側第1凸部および前記下側第2凸部の間に位置している、
電界非対称性イオン移動度分光計。
The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1,
In the cross section, a lower first additional recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
And in the cross section, the lower first additional concave portion is located between the lower first convex portion and the lower second convex portion,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
請求項1に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記平板状の第1電極の法線および前記下側絶縁性基板の法線の両者を含む他の断面において、前記下側第1凹部が現れない、
電界非対称性イオン移動度分光計。
The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1,
In another cross section including both the normal line of the flat plate-like first electrode and the normal line of the lower insulating substrate, the lower first concave portion does not appear.
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
請求項1に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記第1電極群は、第1帯状電極を具備し、
前記第2電極群は、第2帯状電極を具備し、
前記第1帯状電極は、前記上側絶縁性基板の下面または前記下側絶縁性基板の上面の少なくとも一方に設けられ、
前記第2帯状電極は、前記上側絶縁性基板の下面または前記下側絶縁性基板の上面の少なくとも一方に設けられ、
前記第1帯状電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極に電気的に接続されており、かつ
前記第2帯状電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極に電気的に接続されている、
電界非対称性イオン移動度分光計。
The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1,
The first electrode group includes a first strip electrode,
The second electrode group includes a second strip electrode,
The first strip electrode is provided on at least one of a lower surface of the upper insulating substrate or an upper surface of the lower insulating substrate,
The second strip electrode is provided on at least one of the lower surface of the upper insulating substrate or the upper surface of the lower insulating substrate,
The first strip electrode is electrically connected to the flat first electrode and the flat third electrode, and the second strip electrode is the flat second electrode and the flat plate. Electrically connected to the fourth electrode of
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
請求項2に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記第1帯状電極および第2帯状電極は、前記平板状の第1電極の法線に平行な方向に伸び出している、
電界非対称性イオン移動度分光計。
The field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 2,
The first strip electrode and the second strip electrode extend in a direction parallel to the normal line of the flat plate-like first electrode,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
請求項1に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、さらに
前記フィルタにより選択された前記少なくとも1種類の物質を検出するための検出部を具備し、
前記フィルタは、前記イオン化装置および前記検出部の間に位置している、
電界非対称性イオン移動度分光計。
The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1, further comprising a detection unit for detecting the at least one kind of substance selected by the filter,
The filter is located between the ionizer and the detector;
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
請求項1に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記下側第1凹部は、5マイクロメートル以上10マイクロメートル以下の深さを有している、
電界非対称性イオン移動度分光計。
The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1,
The lower first recess has a depth of 5 micrometers to 10 micrometers,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
請求項1に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記第1隙間、前記第2隙間、および前記第3隙間は、いずれも、10マイクロメートル以上35マイクロメートル以下の幅を有する、
電界非対称性イオン移動度分光計。
The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1,
The first gap, the second gap, and the third gap all have a width of 10 micrometers to 35 micrometers,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
請求項1に記載の電界非対称性イオン移動度分光計であって、
前記各平板状の第1電極〜第4電極は、300マイクロメートル以上10000マイクロメートル以下の長さを有する、
電界非対称性イオン移動度分光計。
The electric field asymmetric ion mobility spectrometer according to claim 1,
Each of the flat plate-like first electrode to fourth electrode has a length of 300 micrometers to 10,000 micrometers,
Electric field asymmetric ion mobility spectrometer.
電界非対称性イオン移動度分光計を用いて、2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離する方法であって、
以下を具備する前記電界非対称性イオン移動度分光計を用意する工程(a)、
前記混合物に含有される2種類以上の物質をイオン化するためのイオン化装置、および
前記イオン化された2種類以上の物質から、前記少なくとも1種類の物質を選択するためのフィルタ、
ここで、
前記フィルタは、前記イオン化装置に隣接しており、
前記フィルタは、第1電極群および第2電極群を具備し、
前記フィルタは、平板状の第1電極、平板状の第2電極、平板状の第3電極、および平板状の第4電極を具備し、
前記第1電極群は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極を含み、
前記第2電極群は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極を含み、
平板状の各第1〜第4電極は、前記イオン化装置から前記フィルタに向かう方向に平行な主面を有し、
前記平板状の第2電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第1電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第4電極は、前記平板状の第2電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第1電極および第2電極の間には、第1隙間が形成されており
前記平板状の第2電極および第3電極の間には、第2隙間が形成されており
前記平板状の第3電極および第4電極の間には、第3隙間が形成されており、かつ
前記第1電極群は、前記第2電極群から電気的に絶縁されており、
前記フィルタは、互いに平行な下側絶縁性基板および上側絶縁性基板を具備し、
前記下側絶縁性基板および前記上側絶縁性基板の間に、前記平板状の第1〜第4電極が位置しており、
前記平板状の第1〜第4電極の法線方向は、前記下側絶縁性基板の法線に直交しており、
前記平板状の第1電極の法線および前記下側絶縁性基板の法線の両者を含む断面において、前記下側絶縁性基板は、その上面に下側第1凹部を具備しており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板は、その上面に下側第1凸部および下側第2凸部を具備しており、
前記断面において、前記下側第1凹部は、前記下側第1凸部および前記下側第2凸部の間に位置しており、
前記断面において、前記下側第1凸部上に前記平板状の第1電極が位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第2凸部上に前記平板状の第2電極が位置しており、
前記イオン化装置に前記2種類以上の物質を含有する混合物を供給し、前記混合物に含有される2種類以上の物質をイオン化する工程(b)、および
前記イオン化された2種類以上の物質を前記フィルタに供給し、前記少なくとも1種類の物質を前記フィルタを通して分離する工程(c)、
を具備し、
ここで、
前記第1電極群および第2電極群の間に非対称な交流電圧が印加され、かつ
イオン化された前記少なくとも1種類の物質は前記第1〜第3隙間を通過する一方、それ以外のイオン化された物質は、前記平板状の第1〜第4電極の主面にトラップされる、
方法。
A method for selectively separating at least one substance from a mixture containing two or more substances using a field asymmetric ion mobility spectrometer, comprising:
Providing the field asymmetric ion mobility spectrometer comprising: (a)
An ionizer for ionizing two or more kinds of substances contained in the mixture, and a filter for selecting the at least one kind of substance from the two or more kinds of ionized substances;
here,
The filter is adjacent to the ionizer;
The filter includes a first electrode group and a second electrode group,
The filter includes a flat plate-like first electrode, a flat plate-like second electrode, a flat plate-like third electrode, and a flat plate-like fourth electrode,
The first electrode group includes the flat plate-like first electrode and the flat plate-like third electrode,
The second electrode group includes the flat plate-like second electrode and the flat plate-like fourth electrode,
Each of the flat plate-shaped first to fourth electrodes has a main surface parallel to the direction from the ionizer toward the filter,
The plate-like second electrode is located between the plate-like first electrode and the plate-like third electrode,
The plate-like third electrode is located between the plate-like second electrode and the plate-like fourth electrode,
The flat plate-like third electrode is electrically connected to the flat plate-like first electrode,
The flat plate-like fourth electrode is electrically connected to the flat plate-like second electrode,
A first gap is formed between the flat first electrode and the second electrode, and a second gap is formed between the flat second electrode and the third electrode. A third gap is formed between the third electrode and the fourth electrode, and the first electrode group is electrically insulated from the second electrode group,
The filter includes a lower insulating substrate and an upper insulating substrate parallel to each other,
Between the lower insulating substrate and the upper insulating substrate, the plate-like first to fourth electrodes are located,
The normal direction of the flat plate-shaped first to fourth electrodes is orthogonal to the normal line of the lower insulating substrate,
In a cross section including both the normal line of the flat plate-like first electrode and the normal line of the lower insulating substrate, the lower insulating substrate has a lower first recess on the upper surface thereof,
In the cross section, the lower insulating substrate includes a lower first convex portion and a lower second convex portion on an upper surface thereof,
In the cross section, the lower first concave portion is located between the lower first convex portion and the lower second convex portion,
In the cross section, the flat plate-like first electrode is located on the lower first convex portion, and in the cross section, the flat plate-like second electrode is located on the lower second convex portion. And
Supplying a mixture containing the two or more substances to the ionizer, ionizing the two or more substances contained in the mixture, and (b) filtering the two or more ionized substances into the filter And c) separating the at least one substance through the filter;
Comprising
here,
An asymmetrical alternating voltage is applied between the first electrode group and the second electrode group, and the ionized at least one kind of substance passes through the first to third gaps, while the other ionized substance is ionized. The substance is trapped on the main surface of the flat plate-shaped first to fourth electrodes.
Method.
請求項15に記載の方法であって、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第2凹部が設けられており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第3凸部が設けられており、
前記断面において、前記下側第2凹部は、前記下側第2凸部および前記下側第3凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第3凸部上に前記平板状の第3電極が位置している、
方法。
16. A method according to claim 15, comprising
In the cross section, a lower second recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, a lower third convex portion is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, the lower second concave portion is located between the lower second convex portion and the lower third convex portion, and in the cross section, on the lower third convex portion, A plate-like third electrode is located,
Method.
請求項16に記載の方法であって、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第3凹部が設けられており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第4凸部が設けられており、
前記断面において、前記下側第3凹部は、前記下側第3凸部および前記下側第4凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第4凸部上に前記平板状の第4電極が位置している、
方法。
The method according to claim 16, comprising:
In the cross section, a lower third recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, a lower fourth convex portion is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, the lower third concave portion is located between the lower third convex portion and the lower fourth convex portion, and in the cross section, on the lower fourth convex portion, A flat fourth electrode is located,
Method.
請求項15に記載の方法であって、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第1凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第1凸部および上側第2凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第1凹部は、前記上側第1凸部および前記上側第2凸部の間に位置しており、
前記断面において、前記上側第1凸部は、前記平板状の第1電極上に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第2凸部は、前記平板状の第2電極上に位置している、
方法。
16. A method according to claim 15, comprising
In the cross section, an upper first recess is provided on a lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper first convex portion and an upper second convex portion are provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper first concave portion is located between the upper first convex portion and the upper second convex portion,
In the cross section, the upper first convex portion is located on the flat plate-like first electrode, and in the cross section, the upper second convex portion is located on the flat plate-like second electrode. ing,
Method.
請求項18に記載の方法であって、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第2凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第3凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第2凹部は、前記上側第2凸部および前記上側第3凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第3凸部は前記平板状の第3電極上に位置している、
方法。
The method according to claim 18, comprising:
In the cross section, an upper second concave portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper third convex portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper second concave portion is located between the upper second convex portion and the upper third convex portion, and in the cross section, the upper third convex portion is the flat plate-like third. Located on the electrode,
Method.
請求項19に記載の方法であって、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第3凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第4凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第3凹部は、前記上側第3凸部および前記上側第4凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第4凸部は前記平板状の第4電極上に位置している、
20. The method according to claim 19, comprising
In the cross section, an upper third recess is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper fourth convex portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper third concave portion is located between the upper third convex portion and the upper fourth convex portion, and in the cross section, the upper fourth convex portion is the flat plate-shaped fourth. Located on the electrode,
請求項15に記載の方法であって、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に、下側第1追加凹部が設けられており、
かつ
前記断面において、前記下側第1追加凹部は、前記下側第1凸部および前記下側第2凸部の間に位置している、
方法。
16. A method according to claim 15, comprising
In the cross section, a lower first additional recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
And in the cross section, the lower first additional concave portion is located between the lower first convex portion and the lower second convex portion,
Method.
請求項15に記載の方法であって、
前記平板状の第1電極の法線および前記下側絶縁性基板の法線の両者を含む他の断面において、前記下側第1凹部が現れない、
方法。
16. A method according to claim 15, comprising
In another cross section including both the normal line of the flat plate-like first electrode and the normal line of the lower insulating substrate, the lower first concave portion does not appear.
Method.
請求項15に記載の方法であって、
前記第1電極群は、第1帯状電極を具備し、
前記第2電極群は、第2帯状電極を具備し、
前記第1帯状電極は、前記上側絶縁性基板の下面または前記下側絶縁性基板の上面の少なくとも一方に設けられ、
前記第2帯状電極は、前記上側絶縁性基板の下面または前記下側絶縁性基板の上面の少なくとも一方に設けられ、
前記第1帯状電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極に電気的に接続されており、かつ
前記第2帯状電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極に電気的に接続されている、
方法。
16. A method according to claim 15, comprising
The first electrode group includes a first strip electrode,
The second electrode group includes a second strip electrode,
The first strip electrode is provided on at least one of a lower surface of the upper insulating substrate or an upper surface of the lower insulating substrate,
The second strip electrode is provided on at least one of the lower surface of the upper insulating substrate or the upper surface of the lower insulating substrate,
The first strip electrode is electrically connected to the flat first electrode and the flat third electrode, and the second strip electrode is the flat second electrode and the flat plate. Electrically connected to the fourth electrode of
Method.
請求項23に記載の方法であって、
前記第1帯状電極および第2帯状電極は、前記平板状の第1電極の法線に平行な方向に伸び出している、
方法。
24. The method of claim 23, comprising:
The first strip electrode and the second strip electrode extend in a direction parallel to the normal line of the flat plate-like first electrode,
Method.
請求項23に記載の方法であって、
前記電界非対称性イオン移動度分光計は、さらに前記フィルタにより選択された前記少なくとも1種類の物質を検出するための検出部を具備し、かつ
前記フィルタは、前記イオン化装置および前記検出部の間に位置している、
方法。
24. The method of claim 23, comprising:
The electric field asymmetric ion mobility spectrometer further includes a detection unit for detecting the at least one substance selected by the filter, and the filter is interposed between the ionization device and the detection unit. positioned,
Method.
請求項15に記載の方法であって、
前記下側第1凹部は、5マイクロメートル以上10マイクロメートル以下の深さを有している、
方法。
16. A method according to claim 15, comprising
The lower first recess has a depth of 5 micrometers to 10 micrometers,
Method.
請求項15に記載の方法であって、
前記第1隙間、前記第2隙間、および前記第3隙間は、いずれも10マイクロメートル以上35マイクロメートル以下の幅を有する、
方法。
16. A method according to claim 15, comprising
The first gap, the second gap, and the third gap all have a width of 10 micrometers to 35 micrometers,
Method.
請求項15に記載の方法であって、
前記各平板状の第1電極〜第4電極は、300マイクロメートル以上10000マイクロメートル以下の長さを有する、
方法。
16. A method according to claim 15, comprising
Each of the flat plate-like first electrode to fourth electrode has a length of 300 micrometers to 10,000 micrometers,
Method.
2種類以上の物質を含有する混合物から少なくとも1種類の物質を選択的に分離する電界非対称性イオン移動度分光計のために用いられるフィルタであって、以下を具備する:
平板状の第1電極、
平板状の第2電極、
平板状の第3電極、および
平板状の第4電極、ここで、
前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極は、第1電極群に含まれ、
前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極は、第2電極群に含まれ、
平板状の各第1〜第4電極は、前記イオン化装置から前記フィルタに向かう方向に平行な主面を有し、
前記平板状の第2電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極の間に位置しており、
前記平板状の第3電極は、前記平板状の第1電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第4電極は、前記平板状の第2電極と電気的に接続されており、
前記平板状の第1〜第4電極の間には、隙間が形成されており、
前記第1電極群は、前記第2電極群から電気的に絶縁されており、
前記フィルタは、互いに平行な下側絶縁性基板および上側絶縁性基板を具備し、
前記下側絶縁性基板および前記上側絶縁性基板の間に、前記平板状の第1〜第4電極が位置しており、
前記平板状の第1〜第4電極の法線方向は、前記下側絶縁性基板の厚み方向に直交しており、
前記平板状の第1電極の法線および前記下側絶縁性基板の法線の両者を含む断面において、前記下側絶縁性基板は、その上面に下側第1凹部を具備しており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板は、その上面に下側第1凸部および下側第2凸部を具備しており、
前記断面において、前記下側第1凹部は、前記下側第1凸部および前記下側第2凸部の間に位置しており、
前記断面において、前記下側第1凸部上に前記平板状の第1電極が位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第2凸部上に前記平板状の第2電極が位置しており、
前記第1電極群は、第1帯状電極を具備し、
前記第2電極群は、第2帯状電極を具備し、
前記第1帯状電極は、前記上側絶縁性基板の下面または前記下側絶縁性基板の上面の少なくとも一方に設けられ、
前記第2帯状電極は、前記上側絶縁性基板の下面または前記下側絶縁性基板の上面の少なくとも一方に設けられ、
前記第1帯状電極は、前記平板状の第1電極および前記平板状の第3電極に電気的に接続されており、
前記第2帯状電極は、前記平板状の第2電極および前記平板状の第4電極に電気的に接続されている、
フィルタ。
A filter used for a field asymmetric ion mobility spectrometer that selectively separates at least one substance from a mixture containing two or more substances, comprising:
A flat first electrode,
A plate-like second electrode;
A plate-like third electrode, and a plate-like fourth electrode, wherein
The flat plate-like first electrode and the flat plate-like third electrode are included in the first electrode group,
The flat plate-like second electrode and the flat plate-like fourth electrode are included in the second electrode group,
Each of the flat plate-shaped first to fourth electrodes has a main surface parallel to the direction from the ionizer toward the filter,
The plate-like second electrode is located between the plate-like first electrode and the plate-like third electrode,
The plate-like third electrode is located between the plate-like second electrode and the plate-like fourth electrode,
The flat plate-like third electrode is electrically connected to the flat plate-like first electrode,
The flat plate-like fourth electrode is electrically connected to the flat plate-like second electrode,
A gap is formed between the flat plate-shaped first to fourth electrodes,
The first electrode group is electrically insulated from the second electrode group;
The filter includes a lower insulating substrate and an upper insulating substrate parallel to each other,
Between the lower insulating substrate and the upper insulating substrate, the plate-like first to fourth electrodes are located,
The normal direction of the flat plate-shaped first to fourth electrodes is orthogonal to the thickness direction of the lower insulating substrate,
In a cross section including both the normal line of the flat plate-like first electrode and the normal line of the lower insulating substrate, the lower insulating substrate has a lower first recess on the upper surface thereof,
In the cross section, the lower insulating substrate includes a lower first convex portion and a lower second convex portion on an upper surface thereof,
In the cross section, the lower first concave portion is located between the lower first convex portion and the lower second convex portion,
In the cross section, the flat plate-like first electrode is located on the lower first convex portion, and in the cross section, the flat plate-like second electrode is located on the lower second convex portion. And
The first electrode group includes a first strip electrode,
The second electrode group includes a second strip electrode,
The first strip electrode is provided on at least one of a lower surface of the upper insulating substrate or an upper surface of the lower insulating substrate,
The second strip electrode is provided on at least one of the lower surface of the upper insulating substrate or the upper surface of the lower insulating substrate,
The first strip electrode is electrically connected to the flat plate-like first electrode and the flat plate-like third electrode,
The second strip electrode is electrically connected to the plate-like second electrode and the plate-like fourth electrode,
filter.
請求項29に記載のフィルタであって、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第2凹部が設けられており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第3凸部が設けられており、
前記断面において、前記下側第2凹部は、前記下側第2凸部および前記下側第3凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第3凸部上に前記平板状の第3電極が位置している、
フィルタ。
30. The filter of claim 29, comprising:
In the cross section, a lower second recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, a lower third convex portion is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, the lower second concave portion is located between the lower second convex portion and the lower third convex portion, and in the cross section, on the lower third convex portion, A plate-like third electrode is located,
filter.
請求項30に記載のフィルタであって、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第3凹部が設けられており、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に下側第4凸部が設けられており、
前記断面において、前記下側第3凹部は、前記下側第3凸部および前記下側第4凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記下側第4凸部上に前記平板状の第4電極が位置している、
フィルタ。
The filter according to claim 30, wherein
In the cross section, a lower third recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, a lower fourth convex portion is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
In the cross section, the lower third concave portion is located between the lower third convex portion and the lower fourth convex portion, and in the cross section, on the lower fourth convex portion, A flat fourth electrode is located,
filter.
請求項29に記載のフィルタであって、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第1凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第1凸部および上側第2凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第1凹部は、前記上側第1凸部および前記上側第2凸部の間に位置しており、
前記断面において、前記上側第1凸部は、前記平板状の第1電極上に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第2凸部は、前記平板状の第2電極上に位置している、
フィルタ。
30. The filter of claim 29, comprising:
In the cross section, an upper first recess is provided on a lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper first convex portion and an upper second convex portion are provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper first concave portion is located between the upper first convex portion and the upper second convex portion,
In the cross section, the upper first convex portion is located on the flat plate-like first electrode, and in the cross section, the upper second convex portion is located on the flat plate-like second electrode. ing,
filter.
請求項32に記載のフィルタであって、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第2凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第3凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第2凹部は、前記上側第2凸部および前記上側第3凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第3凸部は前記平板状の第3電極上に位置している、
フィルタ。
A filter according to claim 32, comprising:
In the cross section, an upper second concave portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper third convex portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper second concave portion is located between the upper second convex portion and the upper third convex portion, and in the cross section, the upper third convex portion is the flat plate-like third. Located on the electrode,
filter.
請求項33に記載のフィルタであって、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第3凹部が設けられており、
前記断面において、前記上側絶縁性基板の下面に上側第4凸部が設けられており、
前記断面において、前記上側第3凹部は、前記上側第3凸部および前記上側第4凸部の間に位置しており、かつ
前記断面において、前記上側第4凸部は前記平板状の第4電極上に位置している、
34. The filter of claim 33, wherein
In the cross section, an upper third recess is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, an upper fourth convex portion is provided on the lower surface of the upper insulating substrate,
In the cross section, the upper third concave portion is located between the upper third convex portion and the upper fourth convex portion, and in the cross section, the upper fourth convex portion is the flat plate-shaped fourth. Located on the electrode,
請求項29に記載のフィルタであって、
前記断面において、前記下側絶縁性基板の上面に、下側第1追加凹部が設けられており、
かつ
前記断面において、前記下側第1追加凹部は、前記下側第1凸部および前記下側第2凸部の間に位置している、
フィルタ。
30. The filter of claim 29, comprising:
In the cross section, a lower first additional recess is provided on the upper surface of the lower insulating substrate,
And in the cross section, the lower first additional concave portion is located between the lower first convex portion and the lower second convex portion,
filter.
請求項29に記載のフィルタであって、
前記平板状の第1電極の法線および前記下側絶縁性基板の法線の両者を含む他の断面において、前記下側第1凹部が現れない、
フィルタ。
30. The filter of claim 29, comprising:
In another cross section including both the normal line of the flat plate-like first electrode and the normal line of the lower insulating substrate, the lower first concave portion does not appear.
filter.
請求項29に記載のフィルタであって、
前記第1帯状電極および第2帯状電極は、前記平板状の第1電極の法線に平行な方向に伸び出している、
フィルタ。
30. The filter of claim 29, comprising:
The first strip electrode and the second strip electrode extend in a direction parallel to the normal line of the flat plate-like first electrode,
filter.
請求項29に記載のフィルタであって、
前記下側第1凹部は、5マイクロメートル以上10マイクロメートル以下の深さを有している、
フィルタ。
30. The filter of claim 29, comprising:
The lower first recess has a depth of 5 micrometers to 10 micrometers,
filter.
請求項29に記載のフィルタであって、
前記第1隙間、前記第2隙間、および前記第3隙間は、いずれも、10マイクロメートル以上35マイクロメートル以下の幅を有する。
30. The filter of claim 29, comprising:
The first gap, the second gap, and the third gap all have a width of 10 micrometers to 35 micrometers.
請求項29に記載のフィルタであって、
前記各平板状の第1電極〜第4電極は、300マイクロメートル以上10000マイクロメートル以下の長さを有する。
30. The filter of claim 29, comprising:
Each of the flat plate-like first electrode to fourth electrode has a length of not less than 300 micrometers and not more than 10,000 micrometers.
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