JPS59157943A - 分子二次イオン質量分析計 - Google Patents
分子二次イオン質量分析計Info
- Publication number
- JPS59157943A JPS59157943A JP58029502A JP2950283A JPS59157943A JP S59157943 A JPS59157943 A JP S59157943A JP 58029502 A JP58029502 A JP 58029502A JP 2950283 A JP2950283 A JP 2950283A JP S59157943 A JPS59157943 A JP S59157943A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ions
- magnetic field
- ion
- ion source
- generating means
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/05—Electron or ion-optical arrangements for separating electrons or ions according to their energy or mass
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、分子二次イオン質量分析計（Ｍｏ１ｅ−ｃｕ
Ｊａｒ ５ｅｃｏｒ＋ｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓ
ｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ 、分子ＳＩＭＳと略す）の−
次イオン源に係り、特に−次イオン種としてより大きな
質量のイオン種のみを選択的に、かつ高密度なビームと
して生成するのに好適な質量分析計に関する。
Ｊａｒ ５ｅｃｏｒ＋ｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓ
ｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ 、分子ＳＩＭＳと略す）の−
次イオン源に係り、特に−次イオン種としてより大きな
質量のイオン種のみを選択的に、かつ高密度なビームと
して生成するのに好適な質量分析計に関する。
有機高分子物質の質量測定は、従来の質量分析法では困
難であったが、近年、種々の粒子線衝撃によるイオン化
法の開発により可能になりつつある。なかでも、イオン
衝撃により２次イオンの質量分析を行なう分子ＳＩＭＳ
法は、多数の難揮発性、熱不安定性の生体関連物質の質
量測定を可能にし、分子量や分子構造に関する貴重、な
情報を提供し得ることを実証−してきた（例えば、Ｈ，
Ｋａｍｌ〕ａｒａ ｅｔａ７．；質量分析、 ３０
、 １．６９ （１９８２） 、 Ｈ，Ｋａｍｂａｒａ
ｅｔ ａｌ、 ； Ｊ、 Ａｎｔｉｂｉｏｔｉ
ｃｓ 、 ３５ ＋ ６６ （１９８２
）参照）。
難であったが、近年、種々の粒子線衝撃によるイオン化
法の開発により可能になりつつある。なかでも、イオン
衝撃により２次イオンの質量分析を行なう分子ＳＩＭＳ
法は、多数の難揮発性、熱不安定性の生体関連物質の質
量測定を可能にし、分子量や分子構造に関する貴重、な
情報を提供し得ることを実証−してきた（例えば、Ｈ，
Ｋａｍｌ〕ａｒａ ｅｔａ７．；質量分析、 ３０
、 １．６９ （１９８２） 、 Ｈ，Ｋａｍｂａｒａ
ｅｔ ａｌ、 ； Ｊ、 Ａｎｔｉｂｉｏｔｉ
ｃｓ 、 ３５ ＋ ６６ （１９８２
）参照）。
分子ＳＩＭＳ においては、試料はグリセロールととも
に試料板に塗布し、これに−次イオンを照射する。−次
イオンはグリセロール層内に入り、その侵入経路に沿っ
て多（のグリセロール分子の衝突カスケードが生じ、や
がて衝突カスケードが表面層に達すると表面近傍のグリ
セロールは外部にとび出る。このとき、グリセロールは
試料分子を下から持ち上げるようにして表面から脱離す
る。
に試料板に塗布し、これに−次イオンを照射する。−次
イオンはグリセロール層内に入り、その侵入経路に沿っ
て多（のグリセロール分子の衝突カスケードが生じ、や
がて衝突カスケードが表面層に達すると表面近傍のグリ
セロールは外部にとび出る。このとき、グリセロールは
試料分子を下から持ち上げるようにして表面から脱離す
る。
したがって、高質量で複’Ｘｂな構造をした、壊れ易い
物質を壊さずに脱離し、イオン化するには、多くのグリ
セロール分子が同時に試料分子を下から突き上げること
が必要である。つまり、−個の一次イオンの入射によっ
てスパッタされる粒子の数が多い程、すなわち、スバ、
り効率の高い程、大きい物質を壊さずにイオン化するの
に適している分子Ｓ ＩＭＳでは一次イオン種に重いも
のを用いる程スパック率を上げることができる。実際、
分子ＳＩＭＳでは、以前分子ＳＩＭＳて用（・ていたＡ
ｒ の→− 代りに、より重い質量のＸｅ を用いることにより二
次イオン強度を３倍近く上げることができた（Ｊ−１，
Ｋａｍｂａｒａ ； Ｏ＋４１Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒ
ｏｍ、、 １７ 、 ２９（１９８２））。さらに、効
率を上げるには、各種クラスターイオ／、分子イオンな
利用する方法があるが、大きなりラスターイオンある℃
・は分子イオンだけをつくることはできない。生成過程
で質量の小さなフラグメントイオンががなりの量生成し
てしまう。これら軽イオンを同時に試料に照射すること
は望ま１〜くない。分子量および分子構造情報を得るに
は重イオンから軽イオンまて選別してターゲットに照射
してスペクトルを測定することが望ましも・。
物質を壊さずに脱離し、イオン化するには、多くのグリ
セロール分子が同時に試料分子を下から突き上げること
が必要である。つまり、−個の一次イオンの入射によっ
てスパッタされる粒子の数が多い程、すなわち、スバ、
り効率の高い程、大きい物質を壊さずにイオン化するの
に適している分子Ｓ ＩＭＳでは一次イオン種に重いも
のを用いる程スパック率を上げることができる。実際、
分子ＳＩＭＳでは、以前分子ＳＩＭＳて用（・ていたＡ
ｒ の→− 代りに、より重い質量のＸｅ を用いることにより二
次イオン強度を３倍近く上げることができた（Ｊ−１，
Ｋａｍｂａｒａ ； Ｏ＋４１Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒ
ｏｍ、、 １７ 、 ２９（１９８２））。さらに、効
率を上げるには、各種クラスターイオ／、分子イオンな
利用する方法があるが、大きなりラスターイオンある℃
・は分子イオンだけをつくることはできない。生成過程
で質量の小さなフラグメントイオンががなりの量生成し
てしまう。これら軽イオンを同時に試料に照射すること
は望ま１〜くない。分子量および分子構造情報を得るに
は重イオンから軽イオンまて選別してターゲットに照射
してスペクトルを測定することが望ましも・。
本発明の目的は、上記のような不都合を解決し重イオン
だけをターゲットに照射し得るような一次イオン源を具
備１−だ分子二次イオン質量分析計を提供することであ
る。
だけをターゲットに照射し得るような一次イオン源を具
備１−だ分子二次イオン質量分析計を提供することであ
る。
本発明は、上記の目的を達成するために、−次イオン源
において、イオン加速領域あるいはイオン引出し領域に
磁場を印加して軽イオンを偏向さぜ、スリットにより遮
断して、偏向角の小さい重イオンだけがスリットを通過
してターゲットに照射されるようにしたものである。ま
た、個目効率を上げるとともにイオン源サイズをコンパ
クトにするために、磁場印加部をレンズとしても用（・
られるように工夫したものである。
において、イオン加速領域あるいはイオン引出し領域に
磁場を印加して軽イオンを偏向さぜ、スリットにより遮
断して、偏向角の小さい重イオンだけがスリットを通過
してターゲットに照射されるようにしたものである。ま
た、個目効率を上げるとともにイオン源サイズをコンパ
クトにするために、磁場印加部をレンズとしても用（・
られるように工夫したものである。
以下、本発明を実施例により説明する。
第１図（ａ） 、 （ｂ）はクラスターイオン生成が可
能なイオン源の構成を示すもので、図（ａ）はＰ”Ａ−
ＪＤイオン源（Ｅ／ｅｃｔｒｏｂｙｄｒｏｄｙｎａｍｉ
ｃ Ｉｏｎ ５ｏｕｒｃｅ、、電気流体イオン源）、図
（ｂ）は高圧イオン源である。これらのイオン生成部】
にはイオン加速電圧が加えられている。２はレンズ電極
、３はアーススリット、４は引出し電極、８はイオンビ
ーム、９はターゲットである。また、ＥＨＤイオン源で
は対向電極４に負電圧を印加してイオンを引出している
。イオンの加速エネルギーはイオン生成部１と最終スリ
ット３の間の電位で決定される。
能なイオン源の構成を示すもので、図（ａ）はＰ”Ａ−
ＪＤイオン源（Ｅ／ｅｃｔｒｏｂｙｄｒｏｄｙｎａｍｉ
ｃ Ｉｏｎ ５ｏｕｒｃｅ、、電気流体イオン源）、図
（ｂ）は高圧イオン源である。これらのイオン生成部】
にはイオン加速電圧が加えられている。２はレンズ電極
、３はアーススリット、４は引出し電極、８はイオンビ
ーム、９はターゲットである。また、ＥＨＤイオン源で
は対向電極４に負電圧を印加してイオンを引出している
。イオンの加速エネルギーはイオン生成部１と最終スリ
ット３の間の電位で決定される。
以下、高圧イオン源を例として説明する。高圧イオン源
で生成するクラスターイオンのうちからＨし・イオンを
選別するのには磁場を用℃・るのが都合かよい。第２図
は、このような高圧イオン源を示し、第１図（ｂ）に示
した高圧イオンにおいて、レンズ電極２とアーススリッ
ト３０間にＮ極とＳ極を対向させた板状永久磁石からな
る磁場印加手段５を設けたものである。イオン生成部１
がらの加速されたクラスターイオンを磁場印加手段５の
間を通過させて軽いイオン８′を大きく偏向させ、スリ
ット３で除去し、重いイオン８だけをターゲット９に照
射させるようにするものである。しがしこの構成では、
レンズ電極２とスリット３０間に磁場印加手段５を設け
るため、イオン源のサイズが大きくなり、また、加速後
のイオンの偏向には大きな磁場が必要であるなど、まだ
いくつかの難点がある。さらにこれらの難点をなくすた
めに、本発明では第３図のような構成としたものである
。
で生成するクラスターイオンのうちからＨし・イオンを
選別するのには磁場を用℃・るのが都合かよい。第２図
は、このような高圧イオン源を示し、第１図（ｂ）に示
した高圧イオンにおいて、レンズ電極２とアーススリッ
ト３０間にＮ極とＳ極を対向させた板状永久磁石からな
る磁場印加手段５を設けたものである。イオン生成部１
がらの加速されたクラスターイオンを磁場印加手段５の
間を通過させて軽いイオン８′を大きく偏向させ、スリ
ット３で除去し、重いイオン８だけをターゲット９に照
射させるようにするものである。しがしこの構成では、
レンズ電極２とスリット３０間に磁場印加手段５を設け
るため、イオン源のサイズが大きくなり、また、加速後
のイオンの偏向には大きな磁場が必要であるなど、まだ
いくつかの難点がある。さらにこれらの難点をなくすた
めに、本発明では第３図のような構成としたものである
。
同図（ａ）では、第２図（おけるレンズ電極２と磁場印
加手段５を一体化し、図示のように、一対の対向磁極を
もった磁場印加手段６にレンズ電極を兼ねさ亡ることに
よって構造をコンパクトにするどともに、イオンが十分
に加速される前に偏向させるようにしたもので、磁場強
度が小さくてすむ利点がある。さらに、第３図（ｂ）で
は、一対の対向磁極をもつ磁場印加手段５内に偏向電極
７を挿入して組み合せることにより、クラスターイオン
種の選別と適正方向への偏向を可能にしだものである。
加手段５を一体化し、図示のように、一対の対向磁極を
もった磁場印加手段６にレンズ電極を兼ねさ亡ることに
よって構造をコンパクトにするどともに、イオンが十分
に加速される前に偏向させるようにしたもので、磁場強
度が小さくてすむ利点がある。さらに、第３図（ｂ）で
は、一対の対向磁極をもつ磁場印加手段５内に偏向電極
７を挿入して組み合せることにより、クラスターイオン
種の選別と適正方向への偏向を可能にしだものである。
さらに、第４図は第３図（ａ）に示したレンズ電極を兼
ねた磁場印加手段６をＥｌ（Ｄイオン源に適用した例で
あり、また、第３図（ｂ）に示した磁場印加手段と偏向
電極の組み合せをＥ）ＴＤイオン源に適用することもで
き、いずれの場合にも第３図に示したものと同様な効果
が得られる。
ねた磁場印加手段６をＥｌ（Ｄイオン源に適用した例で
あり、また、第３図（ｂ）に示した磁場印加手段と偏向
電極の組み合せをＥ）ＴＤイオン源に適用することもで
き、いずれの場合にも第３図に示したものと同様な効果
が得られる。
本発明によれば、重イオンだけを選別して試料を衝°ハ
することができ、二次イオンの強度を増大さぜ、また高
質量の有機高分子物質を分解させることなく、スパッタ
し、イオン化できる効果がある。また、磁場内に設けた
偏向電場により、クラスターイオンのザイズをコントロ
ールしてクーゲットに照射し得るので、大きな化合物を
試料とした場合に、その分子イオンとフラグメントイオ
ンの比を変化させてスペクトルを測定することかできる
。これは分子構造解析上非常に有用なことである。
することができ、二次イオンの強度を増大さぜ、また高
質量の有機高分子物質を分解させることなく、スパッタ
し、イオン化できる効果がある。また、磁場内に設けた
偏向電場により、クラスターイオンのザイズをコントロ
ールしてクーゲットに照射し得るので、大きな化合物を
試料とした場合に、その分子イオンとフラグメントイオ
ンの比を変化させてスペクトルを測定することかできる
。これは分子構造解析上非常に有用なことである。
第１図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれＥＨＤイオン源及び
高圧イオン源の概略説明図、第２図は第１図（ｂ）に示
した高圧イオン源て磁場印加手段を伺加した例を示ず図
、第３図（ａ）はレンズ電極を兼ねた磁場印加手段を備
えた高圧イオン源の概略説明図、第３図（１つ）は磁場
印加手段内に偏向電極を備えた高圧イオン源の概略説明
図、第４図はレンズ電極を兼ねた磁場印加手段を備えた
ＥＨＤイオン源の概略説明図である。 図において、１・・・・・・イオン生成部、２１．−
Ｌ／ンズ電極、３−・−アーススリット、４・・・・・
・引出し電極、５・・・磁場印加手段、６・・・・・−
レンズ電極を兼ねた磁場印加手段、７・・・・偏向電極
。 代理人弁理士 中 利 純之助 １７′１ 図 （ａ） （ｂ） １′Ｆ２図
高圧イオン源の概略説明図、第２図は第１図（ｂ）に示
した高圧イオン源て磁場印加手段を伺加した例を示ず図
、第３図（ａ）はレンズ電極を兼ねた磁場印加手段を備
えた高圧イオン源の概略説明図、第３図（１つ）は磁場
印加手段内に偏向電極を備えた高圧イオン源の概略説明
図、第４図はレンズ電極を兼ねた磁場印加手段を備えた
ＥＨＤイオン源の概略説明図である。 図において、１・・・・・・イオン生成部、２１．−
Ｌ／ンズ電極、３−・−アーススリット、４・・・・・
・引出し電極、５・・・磁場印加手段、６・・・・・−
レンズ電極を兼ねた磁場印加手段、７・・・・偏向電極
。 代理人弁理士 中 利 純之助 １７′１ 図 （ａ） （ｂ） １′Ｆ２図
Claims (3)
- （１） −次イオン源からの一次イオンの照射により
得られる有機高分子試料の二次イオンの質量スペクトル
を測定する分子二次イオン質量分析計において、前記−
次イオン源はクラスターイオンを生成し得るイオン生成
部を具え、がっ、該イオン源のイオン加速領域あるいは
イオン引出し領域に前記クラスターイオンに含まれる軽
いイオンと重いイオンのうち軽いイオンは偏向して除去
し、重いイオンのみを選別して一次イオンとして前記試
料を塗布したターゲツト面を照射し得るようにした磁場
印加手段を具えていることを特徴とする分子二次イオン
質量分析計。 - （２） 特許請求の範囲第１項記載の分子二次イオン
分析計において、前記磁場印加手段が一対の対向する板
状永久磁石からなることを特徴とする分子二次イオン質
量分析計。 - （３）特許請求の範囲第２項記載の分子二次イオン質量
分析計において、前記磁場印加手段がレンズ電極を兼ね
ていることを特徴とする分子二次イオン質量分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58029502A JPS59157943A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 分子二次イオン質量分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58029502A JPS59157943A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 分子二次イオン質量分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59157943A true JPS59157943A (ja) | 1984-09-07 |
Family
ID=12277854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58029502A Pending JPS59157943A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 分子二次イオン質量分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59157943A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6282634A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-16 | Anelva Corp | 元素分析装置 |
| JP2007503685A (ja) * | 2003-08-25 | 2007-02-22 | イーオン‐トーフ・ゲー・エム・ベー・ハー | 質量分析器およびこの質量分析器のための液体金属イオン源 |
-
1983
- 1983-02-25 JP JP58029502A patent/JPS59157943A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6282634A (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-16 | Anelva Corp | 元素分析装置 |
| JPH0361983B2 (ja) * | 1985-10-04 | 1991-09-24 | Anelva Corp | |
| JP2007503685A (ja) * | 2003-08-25 | 2007-02-22 | イーオン‐トーフ・ゲー・エム・ベー・ハー | 質量分析器およびこの質量分析器のための液体金属イオン源 |
| JP2011243591A (ja) * | 2003-08-25 | 2011-12-01 | Ion-Tof Technologies Gmbh | 質量分析器およびこの質量分析器のための液体金属イオン源 |
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