JPH0574410A - イオン散乱分析装置 - Google Patents
イオン散乱分析装置Info
- Publication number
- JPH0574410A JPH0574410A JP3103681A JP10368191A JPH0574410A JP H0574410 A JPH0574410 A JP H0574410A JP 3103681 A JP3103681 A JP 3103681A JP 10368191 A JP10368191 A JP 10368191A JP H0574410 A JPH0574410 A JP H0574410A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- sample
- chopping
- scattered
- incident
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- Pending
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】飛行時間型エネルギー分析器を用いたイオン散
乱分析装置で、試料を照射するイオンビームから目的の
イオン以外のイオン種を除去して測定のＳ／Ｎ比を向上
させる。 【構成】試料を照射するイオンビームのチョッピング電
場に直交させて定常磁場を形成し、目的外のイオン種を
除去した。
乱分析装置で、試料を照射するイオンビームから目的の
イオン以外のイオン種を除去して測定のＳ／Ｎ比を向上
させる。 【構成】試料を照射するイオンビームのチョッピング電
場に直交させて定常磁場を形成し、目的外のイオン種を
除去した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は試料にイオンビームを照
射したとき、試料表面の原子によって散乱される粒子の
エネルギー分布を測定して試料表面の分析情報を得る装
置に関する。
射したとき、試料表面の原子によって散乱される粒子の
エネルギー分布を測定して試料表面の分析情報を得る装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】イオン散乱分析法は質量既知で既知運動
エネルギーを持ったイオンを試料に入射させ、そのイオ
ンが試料を構成している原子と弾性衝突をして跳ね返さ
れるとき、衝突した試料構成原子の質量に応じてエネル
ギーを失うことを利用して、試料により散乱された照射
イオンのエネルギーを測定することにより、試料表面の
分析情報を得るものである。このため試料を照射するイ
オンは質量既知、加速エネルギー既知であることが必要
である。
エネルギーを持ったイオンを試料に入射させ、そのイオ
ンが試料を構成している原子と弾性衝突をして跳ね返さ
れるとき、衝突した試料構成原子の質量に応じてエネル
ギーを失うことを利用して、試料により散乱された照射
イオンのエネルギーを測定することにより、試料表面の
分析情報を得るものである。このため試料を照射するイ
オンは質量既知、加速エネルギー既知であることが必要
である。
【０００３】試料を照射するイオンビームはイオン源に
おいて、導入したイオンガス例えばＨｅ原子をイオン化
し、加速して用いているが、このとき装置内の残留ガス
とかイオン化用ガス内の不純物とか、フィラメントから
の蒸発原子等、本来のイオン化ガスとは異なる元素の原
子もイオン化されてイオン源から出射する。従来はこれ
ら目的外のイオン種を除去することなく、イオンビーム
を試料に入射させていた。このようにすると目的外のイ
オン種が試料により散乱されたとき持っているエネルギ
ーは目的イオンの散乱成分とは全く異なった値であり、
このような目的外イオンの散乱成分をも区別なしに検出
していると、その検出出力は測定結果におけるノイズと
なるので、分析感度の低下を来していた。
おいて、導入したイオンガス例えばＨｅ原子をイオン化
し、加速して用いているが、このとき装置内の残留ガス
とかイオン化用ガス内の不純物とか、フィラメントから
の蒸発原子等、本来のイオン化ガスとは異なる元素の原
子もイオン化されてイオン源から出射する。従来はこれ
ら目的外のイオン種を除去することなく、イオンビーム
を試料に入射させていた。このようにすると目的外のイ
オン種が試料により散乱されたとき持っているエネルギ
ーは目的イオンの散乱成分とは全く異なった値であり、
このような目的外イオンの散乱成分をも区別なしに検出
していると、その検出出力は測定結果におけるノイズと
なるので、分析感度の低下を来していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は試料を照射す
るイオンビームから不要イオン種を除去して、イオン散
乱分析法の感度を向上させようとするものである。
るイオンビームから不要イオン種を除去して、イオン散
乱分析法の感度を向上させようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】試料を照射するイオンビ
ームをチョッピングして周期的に微小時間だけ試料を照
射し、試料で散乱された粒子を飛行時間型エネルギー分
析器で分析するようにしたイオン散乱分析装置におい
て、イオンビームチョッピング電場と直交させて定常磁
場を形成し、チョッピング電場と上記磁場とによって目
的とする質量のイオンのみが試料に照射されるようにし
た。
ームをチョッピングして周期的に微小時間だけ試料を照
射し、試料で散乱された粒子を飛行時間型エネルギー分
析器で分析するようにしたイオン散乱分析装置におい
て、イオンビームチョッピング電場と直交させて定常磁
場を形成し、チョッピング電場と上記磁場とによって目
的とする質量のイオンのみが試料に照射されるようにし
た。
【０００６】
【作用】電場と磁場を直交させ、両者の値を適当に設定
すると特定質量のイオンだけがその電場，磁場を直進す
ようにすることができる。この作用はウィーンフィルタ
として用いられている。本発明はこのウィーンフィルタ
の電場をチョッピング電場に兼用するもので、チョッピ
ング電極にチョッピング電圧が印加されている間、目的
のイオンのみが直進して試料を照射し、その他の時間で
は磁場のみが作用しているので全部のイオンが軌道を曲
げられて試料に入射できず、目的イオン種のみ間欠的に
試料を照射することができる。
すると特定質量のイオンだけがその電場，磁場を直進す
ようにすることができる。この作用はウィーンフィルタ
として用いられている。本発明はこのウィーンフィルタ
の電場をチョッピング電場に兼用するもので、チョッピ
ング電極にチョッピング電圧が印加されている間、目的
のイオンのみが直進して試料を照射し、その他の時間で
は磁場のみが作用しているので全部のイオンが軌道を曲
げられて試料に入射できず、目的イオン種のみ間欠的に
試料を照射することができる。
【０００７】
【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。図で１はイ
オン源で、矢線Ａはその光軸であり、Ｂはデフレクタ電
極２およびチョッピング開口３等よりなるイオン光学系
の光軸で、試料４の表面に垂直であり、イオンビームを
この光軸に沿って試料面に垂直に入射させる。イオン源
１の光軸と上記イオン光学系の光軸とは少し傾けて交わ
らせてある。５はチョッピング電極で図の紙面に平行に
上下方向に電場を形成する。６は磁石でチョッピング電
極５が作る電場と同じ空間に紙面に垂直の方向に磁場を
形成している。
オン源で、矢線Ａはその光軸であり、Ｂはデフレクタ電
極２およびチョッピング開口３等よりなるイオン光学系
の光軸で、試料４の表面に垂直であり、イオンビームを
この光軸に沿って試料面に垂直に入射させる。イオン源
１の光軸と上記イオン光学系の光軸とは少し傾けて交わ
らせてある。５はチョッピング電極で図の紙面に平行に
上下方向に電場を形成する。６は磁石でチョッピング電
極５が作る電場と同じ空間に紙面に垂直の方向に磁場を
形成している。
【０００８】チョッピング電極に電圧が印加されていな
いと、イオン源から出射したイオンビームは矢印Ｃのよ
うに軌道が曲げられるためチョッピング開口３を通過で
きず試料に入射されない。イオン源１から出射するイオ
ンビームにはイオン化されなかった原子で熱運動により
イオンビームと同じ方向に運動していたものも混じって
いるが、この原子は磁場の作用を受けないからイオン源
の光軸Ａに沿って直進し、これもチョッピング開口３を
通過できない。チョッピング電極５に周期的に極く短時
間だけパルス電圧を印加し、その電圧を適当に設定して
おくと、目的とするイオン種について、磁場の作用と電
場の作用が釣り合って、そのイオン種だけが光軸Ａの方
向からイオン光学系の光軸Ｂの方向に偏向し、チョッピ
ング開口３を通過して試料４に入射することができる。
このようにして、試料４には目的とするイオン種のみの
イオンビームが間欠的に照射される。
いと、イオン源から出射したイオンビームは矢印Ｃのよ
うに軌道が曲げられるためチョッピング開口３を通過で
きず試料に入射されない。イオン源１から出射するイオ
ンビームにはイオン化されなかった原子で熱運動により
イオンビームと同じ方向に運動していたものも混じって
いるが、この原子は磁場の作用を受けないからイオン源
の光軸Ａに沿って直進し、これもチョッピング開口３を
通過できない。チョッピング電極５に周期的に極く短時
間だけパルス電圧を印加し、その電圧を適当に設定して
おくと、目的とするイオン種について、磁場の作用と電
場の作用が釣り合って、そのイオン種だけが光軸Ａの方
向からイオン光学系の光軸Ｂの方向に偏向し、チョッピ
ング開口３を通過して試料４に入射することができる。
このようにして、試料４には目的とするイオン種のみの
イオンビームが間欠的に照射される。
【０００９】試料面に入射したイオンは試料面の原子に
衝突して散乱される。このうち入射イオンと反対の方向
に散乱された後方散乱成分がチョッピング開口３の図で
左側に配置された粒子検出器７に入射して検出される。
チョッピング電極５に印加された電圧パルスの適宜の位
相例えば立下りを計時の基準点として検出器７で後方散
乱粒子が検出される迄の時間は試料面で散乱された粒子
が検出器７に到達するまでの時間に関係し、この時間は
散乱粒子の速度に対応しているから、この時間を多数の
散乱粒子について測定することにより、散乱粒子のエネ
ルギースペクトルが得られ、これが試料表面の元素分析
等の分析情報となる。
衝突して散乱される。このうち入射イオンと反対の方向
に散乱された後方散乱成分がチョッピング開口３の図で
左側に配置された粒子検出器７に入射して検出される。
チョッピング電極５に印加された電圧パルスの適宜の位
相例えば立下りを計時の基準点として検出器７で後方散
乱粒子が検出される迄の時間は試料面で散乱された粒子
が検出器７に到達するまでの時間に関係し、この時間は
散乱粒子の速度に対応しているから、この時間を多数の
散乱粒子について測定することにより、散乱粒子のエネ
ルギースペクトルが得られ、これが試料表面の元素分析
等の分析情報となる。
【００１０】図で８はこの装置の回路部分で、８１はチ
ョッピング電極５に印加するパルス電圧を発生するパル
ス発生器である。このパルス発生器の出力パルスの立下
りにより時間ディジタル変換器８２をスタートさせる。
粒子検出器７の出力信号はプリアンプ８３を介して時間
ディジタル変換器８２に印加され、その動作をストップ
させる。時間ディジタル変換器８２は作動中一定周期の
クロックパルスを計数しており、動作停止時の計数値
が、チョッピングパルスの立下りから散乱粒子が検出器
７に入射する迄の時間のディジタルデータであり、コン
ピュータ８４はこのデータを取込み、イオンビームによ
る多数回の試料照射の間の上記時間データのヒストグラ
ムを作成する。このヒストグラムが散乱粒子のエネルギ
ースペクトルとなる。
ョッピング電極５に印加するパルス電圧を発生するパル
ス発生器である。このパルス発生器の出力パルスの立下
りにより時間ディジタル変換器８２をスタートさせる。
粒子検出器７の出力信号はプリアンプ８３を介して時間
ディジタル変換器８２に印加され、その動作をストップ
させる。時間ディジタル変換器８２は作動中一定周期の
クロックパルスを計数しており、動作停止時の計数値
が、チョッピングパルスの立下りから散乱粒子が検出器
７に入射する迄の時間のディジタルデータであり、コン
ピュータ８４はこのデータを取込み、イオンビームによ
る多数回の試料照射の間の上記時間データのヒストグラ
ムを作成する。このヒストグラムが散乱粒子のエネルギ
ースペクトルとなる。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば飛行時間型エネルギー分
析器を備えたイオン散乱分析装置で、試料を照射するイ
オンビームをチョッピングする手段に磁場を併設し、チ
ョッピング手段を利用して試料照射イオンビームから目
的外のイオンを除去しているので、簡単な構成で、測定
のＳ／Ｎ比が上がり、分析感度が向上する。
析器を備えたイオン散乱分析装置で、試料を照射するイ
オンビームをチョッピングする手段に磁場を併設し、チ
ョッピング手段を利用して試料照射イオンビームから目
的外のイオンを除去しているので、簡単な構成で、測定
のＳ／Ｎ比が上がり、分析感度が向上する。
【図１】 本発明の一実施例の構成図。
１ イオン源 ２ デフレクタ電極 ３ チョッピング開口 ４ 試料 ５ チョッピング電極 ６ 磁石 ７ 粒子検出器 ８ イオン散乱分析装置の回路部分
Claims (1)
- 飛行時間型エネルギー分析器を用いたイオン散乱分析装
置において、試料を照射するイオンビームをチョッピン
グするチョッピング電極が形成する電場と直交させて定
常磁場を形成する手段を設け、試料を照射するイオンビ
ームから目的以外のイオン種を反らせるようにしたこと
を特徴とするイオン散乱分析装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3103681A JPH0574410A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | イオン散乱分析装置 |
| DE69212858T DE69212858T2 (de) | 1991-02-22 | 1992-02-14 | Rückstreuionenspektrometer |
| EP92102485A EP0501257B1 (en) | 1991-02-22 | 1992-02-14 | Ion scattering spectrometer |
| US07/836,384 US5182453A (en) | 1991-02-22 | 1992-02-18 | Ion scattering spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3103681A JPH0574410A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | イオン散乱分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574410A true JPH0574410A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=14360533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3103681A Pending JPH0574410A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | イオン散乱分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0574410A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007149372A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Shimadzu Corp | 飛行時間型質量分析装置 |
| JP2007242513A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Fujitsu Ltd | 元素検出方法及び元素検出装置 |
| CN110662335A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-07 | 北京航空航天大学 | 一种用于平衡速度选择仪端部电磁场非均匀性的结构 |
-
1991
- 1991-02-22 JP JP3103681A patent/JPH0574410A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007149372A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Shimadzu Corp | 飛行時間型質量分析装置 |
| JP4645424B2 (ja) * | 2005-11-24 | 2011-03-09 | 株式会社島津製作所 | 飛行時間型質量分析装置 |
| JP2007242513A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Fujitsu Ltd | 元素検出方法及び元素検出装置 |
| CN110662335A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-07 | 北京航空航天大学 | 一种用于平衡速度选择仪端部电磁场非均匀性的结构 |
| CN110662335B (zh) * | 2019-09-25 | 2020-08-14 | 北京航空航天大学 | 一种用于平衡速度选择仪端部电磁场非均匀性的结构 |
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