JPS6193545A - 粒子分析器 - Google Patents
粒子分析器Info
- Publication number
- JPS6193545A JPS6193545A JP59213899A JP21389984A JPS6193545A JP S6193545 A JPS6193545 A JP S6193545A JP 59213899 A JP59213899 A JP 59213899A JP 21389984 A JP21389984 A JP 21389984A JP S6193545 A JPS6193545 A JP S6193545A
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- Japan
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- particle
- particles
- electrode
- electric field
- electrodes
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/22—Electrostatic deflection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
- H01J49/28—Static spectrometers
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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は中性粒子質量エネルギー分析器あるいは荷電粒
子エネルギー分析器などの粒子分析器に関する。
子エネルギー分析器などの粒子分析器に関する。
第１図および第２図は、従来の粒子分析器で、１は真空
容器であり、この真空容器１の側壁には中性粒子ビーム
２の入射口である入射ポート３が設けられている。真空
容器１の内部には、上記中性粒子の軌道に対応させて荷
電交換セル４、磁Ｆ＊５ ａ ｌ ５ ｂ％電極６ ａ
、 ６ ｂ、粒子検出器７がそれぞれ収容されている
。荷電交換セル４は、内部に中性粒子をイオン化させる
荷礒交換ガスＰを収容するとともに、粒子ビームの入射
端側および出射端側にそれぞれ上記粒子ビームを絞ると
ともに平行ビームに整形するア・ぐ−チャを兼ねたフリ
メータ８，９を設けたものとなっている。前記磁極５ｇ
、５ｂは第１図中上下方向を長手方向とする長方形の磁
極面１０ａ。
容器であり、この真空容器１の側壁には中性粒子ビーム
２の入射口である入射ポート３が設けられている。真空
容器１の内部には、上記中性粒子の軌道に対応させて荷
電交換セル４、磁Ｆ＊５ ａ ｌ ５ ｂ％電極６ ａ
、 ６ ｂ、粒子検出器７がそれぞれ収容されている
。荷電交換セル４は、内部に中性粒子をイオン化させる
荷礒交換ガスＰを収容するとともに、粒子ビームの入射
端側および出射端側にそれぞれ上記粒子ビームを絞ると
ともに平行ビームに整形するア・ぐ−チャを兼ねたフリ
メータ８，９を設けたものとなっている。前記磁極５ｇ
、５ｂは第１図中上下方向を長手方向とする長方形の磁
極面１０ａ。
１０ｂを所定間隙をあけて対向配置して設］すられ、磁
極５ａ、５ｂの基端に巻装されたコイル１１ａ、ｌｌｂ
への通電によって、第１図中紙面に直交する方向の磁場
を生成する。また、前記電極６ａ、６ｂは＠１図中上方
から下方へその幅が拡大する台形状の板体がらな１ハ前
記磁極面１０ａ、１０ｂ間の所定間隔よりも広い間隔を
あけて上記磁極間１０ａ、ｌＯｂと平行に対向配置され
ている。そして、一方の電極６ｂは他方の′＠極６ａＶ
ｃ対して負電位に保たれ、これによって、上記電極６ａ
、６ｂ間には前記磁場と同一方向の電場が形成される。
極５ａ、５ｂの基端に巻装されたコイル１１ａ、ｌｌｂ
への通電によって、第１図中紙面に直交する方向の磁場
を生成する。また、前記電極６ａ、６ｂは＠１図中上方
から下方へその幅が拡大する台形状の板体がらな１ハ前
記磁極面１０ａ、１０ｂ間の所定間隔よりも広い間隔を
あけて上記磁極間１０ａ、ｌＯｂと平行に対向配置され
ている。そして、一方の電極６ｂは他方の′＠極６ａＶ
ｃ対して負電位に保たれ、これによって、上記電極６ａ
、６ｂ間には前記磁場と同一方向の電場が形成される。
なお、図中１３は、真空容器１内のガスＱを排気する図
示しないポンプに通じる排気口である。
示しないポンプに通じる排気口である。
しかして、このように構成された中性粒子質１エネルギ
分析器において、入射ポート３から真空容器１内に導入
された中性粒子ビーム２は、荷電交換セル４内を通過す
ることによって、荷電交換ガスＰと荷電交換されてイオ
ン化され、荷電粒子ビーム１４となる。このとき、荷電
粒子ビーム１４は荷電交換セル４の両端に設けられたア
パーチャを兼用するコリメータ８，９によって、所定の
太さ、形状の平行ビームに整形される。
分析器において、入射ポート３から真空容器１内に導入
された中性粒子ビーム２は、荷電交換セル４内を通過す
ることによって、荷電交換ガスＰと荷電交換されてイオ
ン化され、荷電粒子ビーム１４となる。このとき、荷電
粒子ビーム１４は荷電交換セル４の両端に設けられたア
パーチャを兼用するコリメータ８，９によって、所定の
太さ、形状の平行ビームに整形される。
荷電交換セル４を通過した荷電粒子ビーム１６の各粒子
は、磁極５ａ、５ｂで生成された磁場山に導入されるこ
とによって、粒子の運動方向および磁場方向と直交する
方向の力を受け、円形軌道を辿って１８０°偏向される
。このとき各粒子の運動半径は、各粒子の運動エネルギ
によって決定される。したがって、１８０°偏向された
各粒子は、磁場の端部において、運動エネルギに応じた
位置から次段の電場中にヌ譚人さ几る。電場中を移動す
る各荷電粒子は、磁極６ｂに向かう方向に吸引され偏向
される。このときの各粒子の偏向量は、各粒子の質量に
よって決定される。
は、磁極５ａ、５ｂで生成された磁場山に導入されるこ
とによって、粒子の運動方向および磁場方向と直交する
方向の力を受け、円形軌道を辿って１８０°偏向される
。このとき各粒子の運動半径は、各粒子の運動エネルギ
によって決定される。したがって、１８０°偏向された
各粒子は、磁場の端部において、運動エネルギに応じた
位置から次段の電場中にヌ譚人さ几る。電場中を移動す
る各荷電粒子は、磁極６ｂに向かう方向に吸引され偏向
される。このときの各粒子の偏向量は、各粒子の質量に
よって決定される。
かくして、各粒子は、粒子検出器７における各粒子の質
量とエネルギとによって決まる二次元的位置にそれぞれ
入射され、各粒子の質量およびエネルギーが測定される
。
量とエネルギとによって決まる二次元的位置にそれぞれ
入射され、各粒子の質量およびエネルギーが測定される
。
ところで、この種の分析器では、質量分析用電極６ａ、
６ｂは磁極に接近して設置される。
６ｂは磁極に接近して設置される。
また、同−粒子種用の検出器の取付位置をそろえ、組立
の便を図るため、低エネルギー領域はど電極と検出器の
距離を短くする。検出器はふつう接地した導体容器に納
められ、磁極と真空容器も接地されるので、第３図に示
すように、質晴分析用電Ｆｊ６ｂと磁極５ｂ、検出器７
との間に不整電場が発生し、これが被分析粒子の軌道に
悪影響を及ぼす。すなわち、粒子の入射部Ｒでは、接近
している磁４５５ｂのために電場が磁極間から漏れ出す
。粒子の出射部Ｓでも、同極に盾地電位にある検出器７
のために゛磁場が漏れ出す。このように、電場の存在す
る領域が広がるので、粒子が過度に偏向されたり、低エ
ネルギーの粒子の場合は′磁極ｅｂＫ衝英したりして、
分析器設計上の問題点となった。また第３図の粒子１４
ｂ、１４ｃのようにＮ徐ｅｂより上方にまで偏向される
粒子は、磁極と検出器間に発生する強い電場の影響を受
け、さらに大きく偏向され、粒子１４Ｃのように逆行す
るものも生じるという問題点もあった。
の便を図るため、低エネルギー領域はど電極と検出器の
距離を短くする。検出器はふつう接地した導体容器に納
められ、磁極と真空容器も接地されるので、第３図に示
すように、質晴分析用電Ｆｊ６ｂと磁極５ｂ、検出器７
との間に不整電場が発生し、これが被分析粒子の軌道に
悪影響を及ぼす。すなわち、粒子の入射部Ｒでは、接近
している磁４５５ｂのために電場が磁極間から漏れ出す
。粒子の出射部Ｓでも、同極に盾地電位にある検出器７
のために゛磁場が漏れ出す。このように、電場の存在す
る領域が広がるので、粒子が過度に偏向されたり、低エ
ネルギーの粒子の場合は′磁極ｅｂＫ衝英したりして、
分析器設計上の問題点となった。また第３図の粒子１４
ｂ、１４ｃのようにＮ徐ｅｂより上方にまで偏向される
粒子は、磁極と検出器間に発生する強い電場の影響を受
け、さらに大きく偏向され、粒子１４Ｃのように逆行す
るものも生じるという問題点もあった。
本発明は、このような問題点に基づきなされたものであ
り、その目的とすると、―ろは、電極と磁極との間、心
棒と検出器との間で生じる不整電場を抑制することによ
り、被分析粒子の軌道が簡単に把握でき、かつ、これま
で測定不可能だった低エネルギー粒子も測定可能にし、
広範囲のエネルギー領域で分析が行える粒子分併器を提
供することにある。
り、その目的とすると、―ろは、電極と磁極との間、心
棒と検出器との間で生じる不整電場を抑制することによ
り、被分析粒子の軌道が簡単に把握でき、かつ、これま
で測定不可能だった低エネルギー粒子も測定可能にし、
広範囲のエネルギー領域で分析が行える粒子分併器を提
供することにある。
本発明は、質量分析用電極の入出射部に補助電極を置き
、質量分析用電極のフリンノ場を抑制したりするようｂ
′４成した粒子分析器である。
、質量分析用電極のフリンノ場を抑制したりするようｂ
′４成した粒子分析器である。
本発明によれば、寅晴分析用竜枠と磁極との間、同シ極
と検出器との間に発生する不整電場を抑制しているので
、被分析粒子の軌道の過１ｙの偏向で低エネルギー粒子
が＋ｊｉ ｈ５間で「１．ｉｌゆに１ｆｌ突するのを防
止することができる。従って不整電喝を考慮する必要の
ない簡便な分析器の設計が可能となり、かつ、分析可能
なエネルギー範囲が広がるという効果を奏する。
と検出器との間に発生する不整電場を抑制しているので
、被分析粒子の軌道の過１ｙの偏向で低エネルギー粒子
が＋ｊｉ ｈ５間で「１．ｉｌゆに１ｆｌ突するのを防
止することができる。従って不整電喝を考慮する必要の
ない簡便な分析器の設計が可能となり、かつ、分析可能
なエネルギー範囲が広がるという効果を奏する。
以下、本発明の詳細を図示の実施例に基づき説明する。
第４図および第５図は、本発明を中性粒子質量エネルギ
ー分析器に適用した一実施例を示すもので、第１図およ
び第２図と同一部分は同一符号で示している。従って、
重複する部分の詳しい説明は省くことにする。
ー分析器に適用した一実施例を示すもので、第１図およ
び第２図と同一部分は同一符号で示している。従って、
重複する部分の詳しい説明は省くことにする。
この実施例が前述した従来例と異なる点は、成極６ａ、
５ｂの入出射部に新たに補助電極１６．１７ａ、１７ｂ
を設置した点にある。
５ｂの入出射部に新たに補助電極１６．１７ａ、１７ｂ
を設置した点にある。
第６因に、電極の詳細を示す。質量分析出シ極６ａ、６
ｂの粒子入射側Ｒに設置された補助電極１６は實粱分析
用−極６ａ 、６ｂから漏れ出す電場を抑制し、同様に
質遣分析用電極６ａ。
ｂの粒子入射側Ｒに設置された補助電極１６は實粱分析
用−極６ａ 、６ｂから漏れ出す電場を抑制し、同様に
質遣分析用電極６ａ。
６ｂの粒子出射側Ｓに設置された補助亀ｈ５１ｖａ。
１７ｂは同磁極から漏れ出す電場を抑制し、ともに電場
領域の拡大を防止している。このように、電場領域を質
量分析用型枠の間に閉じ込めることによって、被分析杓
子の過度の偏向を防ぐことが゛できる。また補助電極１
″ｂは、検出器７と質９分析弔電ｉ−ｉ＋６ｂ間に発生
する市場を抑制し、この間を通りぬける粒子１４ｂ、１
４Ｃが過度の偏向を受けるのを防止している。
領域の拡大を防止している。このように、電場領域を質
量分析用型枠の間に閉じ込めることによって、被分析杓
子の過度の偏向を防ぐことが゛できる。また補助電極１
″ｂは、検出器７と質９分析弔電ｉ−ｉ＋６ｂ間に発生
する市場を抑制し、この間を通りぬける粒子１４ｂ、１
４Ｃが過度の偏向を受けるのを防止している。
ここにあげた例では、補助電極はすべて接地されている
が、分析器の使用条件により検出器や磁枠に電位が与え
られる場合もあるので、必要に応じて、補助電極に４位
を与え、その効果が最大となる条件で使用して艮い。そ
の場せ、補助電極の数も必要に応じて選ぶことができる
。
が、分析器の使用条件により検出器や磁枠に電位が与え
られる場合もあるので、必要に応じて、補助電極に４位
を与え、その効果が最大となる条件で使用して艮い。そ
の場せ、補助電極の数も必要に応じて選ぶことができる
。
なお、以上は主として中性粒子の實シエネルギー分析器
について本発明を適用した場合を例示したが、荷電交換
セル４を単にフリメータに置換することにより、荷電粒
子分析器にも適用可能である。この時、負イオンや電子
の場合は、印加する磁場や電場の向きが逆になることは
言うまでもない。
について本発明を適用した場合を例示したが、荷電交換
セル４を単にフリメータに置換することにより、荷電粒
子分析器にも適用可能である。この時、負イオンや電子
の場合は、印加する磁場や電場の向きが逆になることは
言うまでもない。
第１図は従来の中性粒子質量エネルギー分析器を概略的
に示す断面図、第２図は同器を第１図におけるＡ−Ａ線
に沿って切断し矢印方向に見ｆｃ断面図、第３図は質肴
分析用電極のフリンノ場を説明する説明図、第４図は本
発明の一実施例に係る中性粒子′ｆ社エネルギー分析器
を概略的に示す断面図、第５図は同器を第４図における
Ｂ−Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図、第６図
は本発明の他の実施例に係る電極配置を概略的に示す説
明図である。 Ｉ・・・貞窄容器、２・・・中性粒子ビーム、３・・・
入射ポート、４・・・荷電交換セル、５ａ、５ｂ・・・
磁ｈ’ｐ、ｅａ、６ｈ・・・質攬分析用電砕、７・・・
粒子検出！、８ 、９−フリメータ、１０ａ、ｌ０ｂ−
・・磁極面、ｌｌａ、Ｉｌｂ・・曝コイル、１２・・・
電極支持材、１３・・・排気口、１４，１４ａ、１４ｂ
。 １４Ｇ・・・荷電粒子ビーム、１５・・・電気力線、１
６ａ、１６ｂ、ノアａ、１７ｂ−・・補助−吟、Ｐ・・
・荷電交換ガス、Ｑ・・・被排気ガス、Ｒ・・・粒子入
射部、Ｓ・・・粒子出射部。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦汀４図 第５図 第６図 特許庁長官 志賀 学 殿 １、事件の表示 特願昭５９−２１３８９９ Ｊ？ｊ ２、発明の名称 寸子分析器 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 日 本 原 子 力 研 究 所（ほか１名
） ・１１代理人 住所 東京都港区虎ノ門１丁１」２６＋ｉ「５５必１７
森ビル〒１０５ 電話０３ （５０２） ３１８１
（大代表）氏名 （５８４７） ブｒ埋士 鈴
江 武 ノ彦ｃ５： 、、。 ５、自発補正 ５え ゛（／
に示す断面図、第２図は同器を第１図におけるＡ−Ａ線
に沿って切断し矢印方向に見ｆｃ断面図、第３図は質肴
分析用電極のフリンノ場を説明する説明図、第４図は本
発明の一実施例に係る中性粒子′ｆ社エネルギー分析器
を概略的に示す断面図、第５図は同器を第４図における
Ｂ−Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図、第６図
は本発明の他の実施例に係る電極配置を概略的に示す説
明図である。 Ｉ・・・貞窄容器、２・・・中性粒子ビーム、３・・・
入射ポート、４・・・荷電交換セル、５ａ、５ｂ・・・
磁ｈ’ｐ、ｅａ、６ｈ・・・質攬分析用電砕、７・・・
粒子検出！、８ 、９−フリメータ、１０ａ、ｌ０ｂ−
・・磁極面、ｌｌａ、Ｉｌｂ・・曝コイル、１２・・・
電極支持材、１３・・・排気口、１４，１４ａ、１４ｂ
。 １４Ｇ・・・荷電粒子ビーム、１５・・・電気力線、１
６ａ、１６ｂ、ノアａ、１７ｂ−・・補助−吟、Ｐ・・
・荷電交換ガス、Ｑ・・・被排気ガス、Ｒ・・・粒子入
射部、Ｓ・・・粒子出射部。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦汀４図 第５図 第６図 特許庁長官 志賀 学 殿 １、事件の表示 特願昭５９−２１３８９９ Ｊ？ｊ ２、発明の名称 寸子分析器 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 日 本 原 子 力 研 究 所（ほか１名
） ・１１代理人 住所 東京都港区虎ノ門１丁１」２６＋ｉ「５５必１７
森ビル〒１０５ 電話０３ （５０２） ３１８１
（大代表）氏名 （５８４７） ブｒ埋士 鈴
江 武 ノ彦ｃ５： 、、。 ５、自発補正 ５え ゛（／
Claims (3)
- （１）磁場によって偏向させたのち、磁場と同一方向、
若しくは、逆方向の向きを持つ電場を通過させることに
より粒子の質量とエネルギーを検出して分析を行う粒子
分析器に、おいて、前記電場を発生する電極に生じる不
整電場を抑制する補助電極を具備してなることを特徴と
する粒子分析器。 - （２）補助電極を電場を発生する電極と磁場を発生する
磁極との間に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の粒子分析器。 - （３）補助電極を電場を発生する電極と粒子を検出する
検出器間に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項ないし第２項記載の粒子分析器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59213899A JPS6193545A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 粒子分析器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59213899A JPS6193545A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 粒子分析器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6193545A true JPS6193545A (ja) | 1986-05-12 |
| JPH0358139B2 JPH0358139B2 (ja) | 1991-09-04 |
Family
ID=16646858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59213899A Granted JPS6193545A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 粒子分析器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6193545A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2857685B2 (ja) * | 1989-06-01 | 1999-02-17 | マイクロマス リミテッド | マルチチャンネル検出器を有する質量分析計 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5823157A (ja) * | 1981-07-31 | 1983-02-10 | Shimadzu Corp | 質量分析装置 |
-
1984
- 1984-10-12 JP JP59213899A patent/JPS6193545A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5823157A (ja) * | 1981-07-31 | 1983-02-10 | Shimadzu Corp | 質量分析装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2857685B2 (ja) * | 1989-06-01 | 1999-02-17 | マイクロマス リミテッド | マルチチャンネル検出器を有する質量分析計 |
| JP2857686B2 (ja) * | 1989-06-01 | 1999-02-17 | マイクロマス リミテッド | 荷電粒子エネルギー分析器及びそれを組み込んだ質量分析計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0358139B2 (ja) | 1991-09-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |