JPS6089787A - イオン検出法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二次電子増倍管による新しいイオン検出法に関
するものである。

＠１図は二次電子増倍管を用いた従来のイオン検出法の
説明図である。図の（ａ）は正・電荷のイオンを検出す
る場谷、（ｂ）は負電荷の場合である。

第１図（ａ）において、１は二次電子増倍管、２は２次
電子増倍ｆ１の駆動電源、３は負荷抵抗、４は増幅器、
５ａはスリット、６は検出すべき正電荷イオンである。

正電荷イオン６（はスリット５ａと二次電子増倍管１の
間の鼠界に加速さ′４ｔ１充分なエネルギーを得て二次
電子増倍＝１ｉに入射し、二次電子？放出する。二次電
子は二次１子増倍管ｌの内部で増倍されて゛−圧信号と
なりて負荷抵抗３の両端に現われる。これを増幅器４で
増幅すればイオンの検出がなされたことになる。

櫂１図（ｂ）において、１〜５ａは（ａ）の場合と同じ
。

７はイオン加速用’Ｉｔ源、８はコンデンサー、６ｒ！
検出さるべき負電荷のイオンである。イオン６は加速用
電源７で加速され、充分なエネルギーを得て二次′？に
子増倍管１に入射する。以後のプロセスは（抽゛）の場
合と同じである。（ｂ）の場合は、負荷抵抗３がｖＬ電
源、７の１拍こ乗って直流の高電位となるから、コンデ
ンサー８によって直流高電位をカットしてから増幅器４
Ｉこ電圧信号を送る必要がある。

ところで、上記の第１図（ａ）、Ｃｂ’）に示すような
従来のイオン検出法では、正あるいは負の電荷を有する
イオンに対して検出のための回路が大きく異なるという
欠点があった。

本発明けこれらの欠点ｆ解決するためにイオンをいった
ん金属板に衝突させて≦気的に中性な原子とし、これを
二次電子増倍管に導いて電圧信号にするものであって、
以下図面について詳細に説明する。

実施例１（高エネルギーイオンの検出）第２図は本発明
の実施例の１つを示す図である。

ｌＦｉ二次電子増倍管、２は二次電子増倍管１の駆動電
源、３は負荷抵抗、４ｒｊ、増幅器、５は金属板、６は
検出すべき高エネルギーイオン、７Ｆｉイオンの中和に
よって生成した電気的に中性な原子である。

充分なエネルギーを有するイオン６が金属板５に斜めに
入射する。イオンは全橋板との衝突にょつてその電荷を
失い、電気的に中性な原子となる。

しかし衝突が弾性的に起きるため暑こイオンの運動エネ
ルギーは殆んど減衰せずに、生成した原子はイオンと同
一の運動エネルギーを保存して金属板５の表面をはなれ
、二次電子増倍管１に入射する。

ここで二次電子が生成され、増倍されて負荷抵抗３の両
端に電圧信号として現われるから、それを増幅器４で増
幅すればイオンの検出がなされることになる。

検出さるべきイオンの電荷は正であっても負であっても
かまわない。また金属板５＃−ｉ必ずしも接地電位でな
くても、一定電位に保たれていわばよ（ｉ’。

イオン６が金属板５に入射する際に一部非弾性的に衝突
するものがあって二次電子が放出されるが、二次電子増
倍管１の入射孔が深い負電位となりているために放出さ
れた二次電子が二次電子増倍管に入射する心配はない。

実施例２（低エネルギーイオンの検出）第３図（ａ）は
正電荷の低エネルギーイオンを検出する方法を示す図で
ある・第３図（ａ）において、１〜５は実施例１の場合
と同じであるｏ９はイオン加速用電源、１０はスリット
、６は検出さるべき正電荷の低エネルギーイオン、７は
イオンの中和によって生成した原子である０ スリブ）１０に入射した正電荷の低エネルギーイオン６
ｒｉ加速用電源９４こよって充分なエネルギーにまで加
速され、金属板５に斜め入射する・殆んどのイオンは金
属板の原子と弾性的に衝突して電荷を失い電気的に中性
な原子となるが、運動エネルギーは保存されるので、原
子の運動エネルギーは大きい。結局イオンは金属板によ
り原子に変換されて反射され、二次電子増倍管ｌに入射
する。

以後実施例１と同一プロセスをたどってイオンが検出さ
れたことになる。

入射イオンの一部は金ｆｉ＆の格子原子と非弾性に衝突
して二次電子を生成するが、電源９．２の電圧の般足に
よって、金属板５の電位を二次電子増倍管１の開口部電
位よりや−浅くしておけば生成した二次電子が二次電子
増倍管１に入射する恐れはない。あるいは次の実施例３
に示すように二次電子阻止用スリットを設ける方法もあ
る。

ｔｉｃ　Ｂ　図（ｂ）ＧＣ：ｂイーｔ”　１〜５．７．
１０は（ａ）の場合と同一である。９はイオンの加速電
源であるが、（ａ）の場合とはその極性が逆になりてい
る。また６は検出すべき負電荷の低エネルギーイオンで
ある。

イオン６は加速電源９によって充分に加速されて金属板
５に入射する◎以後のプロセスは（ａ）と同一である。

（ｂ）においては金属板５の電位は二次電子増倍管１の
開口部の電位より必ず高いから、金属板で発生した二次
電子が二次電子増倍管に入射することはない。

第３図（ａ）　、　（ｂ）において、原子７に転移した
運動エネルギーが二次電子増倍管１の開口部に衝突して
二次電子を発生させるに充分な値になるように１１源９
の電圧を定める必要がある。−例として、ＩＫｖ程度が
適している・ 実施例３（正あるいは負電荷の低エネルギーイオンの高
速交互検出） 第４図において、１〜５、？、１０は実施例２の場合と
同一である。９．１１はそれぞれ正、負電荷イオンの加
速−＠ｉ、１２は切換スイッチ、６は検出さるべき正又
は負電荷の低エネルギーイオン、１３は二次電子阻止用
スリット、１４は二次電子阻止電源である。

イオンが検出されるプロセスは実施例２と同一であるが
、スイッチ１２を高速で切換えることにより正あるいは
負電荷のイオンを交互をこ高速で検出することができる
。またスリット１３を設け、二次電子阻止電源１４を接
続すること【こより、イオン６と金属板５の格子原子と
の非弾性衝突により生じた二次電子が二次電子増倍［１
に入射するのを防ぐことができる。電源１４の電圧は１
００ｖ程度で充分である。

以上説明したように、本発明のイオン検出法は、イオン
を高エネルギーを有する原子に変換して後、二次電子増
倍管で検出するから、イオンの電荷の正負に対して電極
系、電位配分などの大幅な変更を必要としない。この特
徴は、質量分析針において、正負両電荷のイオンを同等
に測定して分析精度を上げうるなどの利漬弓こつながる
。

出法町見明図、第２図徊芒（ロ）は本発明の実施例を示
す図であって、高エネルギーイオンの検出法を示す説明
図、第３図（ａ）、（ｂ）も本発明の実施例を示す図で
あって、低エネルギーイオンの検出法を示す説明図、第
４図も本発明の実施を示す図であって、正あるいは負電
荷のイオンの高速交互検出ならびに二次電子阻止法を示
す説明図である。

１・・・・・・二次電子増倍管、２・・・・・・ｗＡＩ
ｉｌ！Ｊ電源、３・・・・・・負荷抵抗、４・・・・・
・増幅器、５・・・・・・金属板、６・・・・・・検出
すべきイオン、７・・・・・・原子、９，１１・・・・
・・イオン加速剤″１ｉ！隙、ｌＯ・・・・・・スリッ
ト、１２・・・・・・切換スイッチ、１３・・・・・・
二次電子阻止用スリット、１４・・・・・・二次電子阻
止′＃ｅＬ源。

出謔ハ入日本寛信電砧公社 第１図 （０） （ｂ） 第２図 第４図 ！！ Ｉ）　１０ 第３図 （ａｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　二次電子増倍管を用いてイオンを検出するイオン検
   出法において、二次電子増倍管の前段に金属板ｆＷいて
   こ柑こイオン全照射し、イオンの中−によって生成した
   原子を二次電子増倍管に導いて検出することｆ特徴とす
   るイオン検出法。 ２　正電荷の低エネルギーイオンの検出には金属板を負
   の高電位ｉこ保ち、また負電荷の低エネルギーイオンの
   検出には金属板を正の高電位に保って、この電位をこよ
   りてそれぞれのイオンを加速し、金属板との衝突によっ
   て電気的中性原子に変換して二次電子増倍管に導き検出
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のイオ
   ン検出法。 ３　金属板と二次６子増倍管の間に金属板から”放出さ
   れる二次電子の二次電子増倍管への入射を阻止するため
   のスリットを設けることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のイオン検出法。 ４　金属板に印加する正負の高電位全高速で切換え、正
   負電荷のイオンを交互に高速で検出することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のイオン検出法。