JPS63501825A

JPS63501825A - 固体サンプルの効率的な微粉器および広範な直線レンジを備えた原子吸収器、または螢光器具

Info

Publication number: JPS63501825A
Application number: JP61506215A
Authority: JP
Inventors: スクイト，ト−マス，ジヨン; スクイト，テオドール，ジェイムズ; バーナードアル，アル．，イー
Original assignee: リーマン　リミテッド　ライアビリティー　カンパニー
Priority date: 1985-11-20
Filing date: 1986-11-18
Publication date: 1988-07-21
Also published as: EP0246313A1; US4845041A; AU6730087A; AU599948B2; EP0246313A4; WO1987003369A1

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】固体サンプルの効率的な微粉器および広範な直線レンジを備えた原子吸収器、または螢光器具発明の背景本発明はミ原子螢光、および原子吸収分光器に関し、特に、金属や粉状の岩石等の固体粒子を自由原子に分裂させ、かつかかる自由原子を便宜的に光路に導き、その吸収や螢光を精密かつ正確に測定するために改良された装置および方法に関する。

このような測定は、化学分析に有用である０本発明の一部では、いかなる目的でも自由原子を供給するのに有用であるが、特に、代表的な原子吸収式の分光測定器のバーナーを置き替えるのに有用である。その結果、固体サンプルは、歴史的に必要とされるサンプルの分裂を起こすことなく、直接分析できる。

・先行技術種々の材料の自然な分析のため、トレースのため、小さな部材のための一般に使用される８１５の分析は、自動的な原子吸収方法である。

第１５図は、蒸気を発生させる噴霧器１等の装置と、該噴霧器１より送られた蒸気を自由原子４に分離させるバーナー組立体２と、前記微粉化された蒸気４を通すように方向付けられた中空の陰極ランプ３または単一光の同様な光源と、前記微粉化された蒸気を通す単一光の一部の強度を孤立させて測定する装置５とを備えた普通の器具を概略的に図示している。

蒸気内に存在する要素、および蒸気より得られたサンプルのこのような量的な測定は、前記光源の非吸収強度までバーナーの火炎内で吸収された後、要素の単一光の特性の強度との比較によって行われる。

高度に敏感な分析方法ではあるが、原子吸収式の分光計は、２つの主要な欠点に悩んモきた。

（８）一つの例外を以下に概略的に述べると、バーナー火炎に提示するため、一般に、液状のサンプルを比較する必要が考慮されてきた。

このことは、金属や岩石等の固体材料が１、多くの時間や労力を節約しながら、適当な酸の溶液に溶けることが要求されてきた。

自由原子をガス状のグロー放電中にスパッタさせることは、従来より示されてきたが、原子の放出エレメントの分析や、層上の薄い金Ｎ股の被覆等の他の応用にとっては、単に実用的なものであった。

例外は、オーストラリア科学産業調査組織（Ｃ３ＩＲＯ）の開発プロジェクトであり、これは、１９７６年１１月１３日４８２．２６４号で報告される通り、原子吸収あるいは原子螢光分析のスパッタリング工程を用いる試みを含んでいる。

前記Ｃ３Ｉ　ＲＱで報告された性能データ、すなわちスパッタリング率、性能、安全性、動的レンジおよび分析速度は、これらのパラメータにおける重要な改良がなく、この技術が十分に実用に供さないことを指摘している。

（ｂ）原子吸収工程の固有の性質は、総数のうちほんの僅かのレンジてだけ、総数と測定された吸光量との間の直線関係を与えている。このため、動的レンジは、約２次に制限される。

多くの場合、このことは、必要なレンジを補償するために同じサンプルの連続した溶液や大きさの分析が要求される。

Ｃ３ｒ　ＲＯ装置は、第１６図ないし第１８図に示されている。この装置は、第１５図の噴霧器１およびバーナー２だけを置き替えたものであり、一般に、比べられる光源や、モノクロメータや、イメージシステムを用いて使用されている。

（第１６図ないし第１８図には図示されていない。

第１６図に示すように、Ｃ３Ｉ　ＲＯ装置には、中央通路１８に沿って、一般に測定用の光ビームの通路用の光学特性を有する端部ウィンドウを備えた気密チャンバー１が設けられている。（チャンバ１１の胴は、明らかに大きなスケールで装置を見せるように、１３および１４で破断させて図示されている゛。）ボンピング出口１５は、チャンバ１１から排出させるために設けられ、その後、作動ガスを連続的に取り出せるように設けられている。

陽極１６は、チャンバ内にグロー放電を形成するようにチャンバ壁によって密封されており、標本やサンプル２４の表面４１は、放電用の陽極として作用する。

このため、前記サンプルは、ポンプ１５や陽極１６に対向するチャンバ１１の側壁を通って接近可能である。

作動ガスの陽イオンは、サンプル２４の負に電荷された活性表面４１の方に向かって、グロー放電の暗い空間や、”陰極降下”領域を通って加速される。

このような活性イオンは、エネルギッシュに前記表面に衝突することによって、チャンバ表面からの原子を係留させ、スパッタさせる。

前記サンプルの背後には、つを−クジャケットの冷却部材２５が設けられている。この部材２５は、典型的には、前記サンプル２４に温度的にも電気的にも緊密に接触している。それと同時に、グロー放電によって発生した熱を取り除き、前記サンプル２４の陰極ポテンシャルを形成する。

（ある点では、このように、前記部材２５は、陰極として述べられる。）中空のシリカ製の環状体１９の前記サンプルの前面４１は、押圧され、または前記ボート１７に対して密封される。（第１６図ないし第１８図）１８表昭６３−５０１８２５　（６）アルゴン等の活性作動ガスは、供給管２１および環状体１９を介してチャンバ１１に導入される。前記供給管２１は、壁上の任Ｚの点２２でチャンバ内に入り、サンプルにかなり近い位置２４に存在し、前記環状体１９内の係合ボート２４° に位置が合わせられる。（第１７図参照）前記環状体１９は、ガスの供給をサンプル領域に直接向け、放電を閉じ込めるのを助けている。

第１７図に示すように、前記環状体は、２つの部分２６゜３３になされ、前記ボート２４°に連通する環状のマニホールドキャビティ２７を設けることができる。前記環状体の内径２９．３２の回りの完全に狭いスリット２８は、前記マニホールド２７からサンプル表面４１の前の領域に高速ガスを遮断するようになされている。

前記サンプル表面４１からスパッタされたサンプル原子は、吸収ゾーン内に移動する。特に、このガス流に沿って運ばれ、一部は、散乱工程を経て運ばれる。

前記サンプル表面４１の浅い溝３１は、環状体で電気的な故障を防止している。

なぜなら、この溝は、グロー放電の”暗い空間”または”陰極降下”領域の長さ部分よりも浅いからである。その結果、前記環状体は、度々、”放電アレスタゝとして知られる。

もし、溝の口部におけるガス速度が、十分に大きくない場合には、浅い溝３１は、容易に閉鎖しやすいという傾向がある。この領域にスパッタされた原子の散乱は、前記サンプル４１上で前記暗い空間領域に直ぐに外れるように導きながら、前にスパッタされたサンプル材料４３の山を形成する。（第１８図）この２短絡回路”は、前記グロー放電を消し、環状体に損害を与える。従って、このシステムの操作を維持するために、環状体は、度々清掃されなければならない。

原子吸収測定にとって十分であるが、測定チャンバ内の同様な原子の散乱は、問題を引き起こすことになる。すなわち、散乱原子は、測定の目的のタメニ、前記装置の表面上に連続して堆積しており、自由原子の供給を減少させる。

さらに、悪いことには、一部の原子は、光学ウィンドウ号／雑音比（Ｓ／Ｎ比）をだんだん低下させてしまう。

さらに、他の測定値の不正確さの原因は、典型的な標本の表面特性から生じる。

スパッタリング技法を用いる前の試みは、吸収または螢光分析用の原子を提供することにある。そして、これは、標本材料の代表的な粗サンプリングを得るのが面倒であった。このことは、スパッタされた表面の不完全さや、酸化物等の表面化合物や、他の表面現象によって、自由原子がこれらの効果を得るために、必要であることがわかってきた。

従来の作業者は、粗材料を示すと考えられている測定を行う前に、比較的長期間のスパッタリング放電を行うことによってなされてきた。測定値は、清掃作業、それ自体て進歩するように、長期の清掃中にｍ整することができる。

すなわち、代表的な粗材料は、観察された読取値が平衡するときに達成されてきた。この方法は、余りにも長期の分析時間を必要とする。

開示の簡単な要約本発明は、いくつかの組み合わさった新規な特徴を包含している。しかし、これらのいくつかの新規な特徴は、別々に実施される場合、または全ての特徴よりも少ない種々の組み合わせで実施される場合に、それぞれ有用で、自由吸収または螢光システムの性能を高めることができる。

その結果、本発明は、多くの実施例を有するように理解できる。この主な好ましい実施例を、ここにその概略を述べる。

本発明の好ましい第１実施例は、原子吸収の測定用として、固体サンプルの表面から原子をスパッタさせる装置である。この装置は、前記サンプルを受けて支持するいくつかの装置を備えている。−膜性のために、この”受は支持部材２としてこれらの装置を述べる。

また、この実施例は、前記サンプル表面からガス流を取り出すいくつかの装置を備えている。また、この装置は、前記サンプル表面と、前記陽極との間でガス内の電気放電を形成するための陽極を備えた装置を提供している。この放電は、ガス流を前記表面から離れて流れるように運動させるため、前記サンプル表面からサンプル原子をスパッタさせるように形成される。

この実施例では、供給装置および指向装置は、ガス流を前記サンプル表面の方に、実質上ゼロでない角度だけ傾斜させるようになっている。

このような装置は、前記サンプル表面に隣接するように配された１以上のジェットを有し、前記表面の方に実質上ゼロでない角度に向けられている。

本発明のこの第１実施例では、供給装置および指向装置は、前記サンプル表面の周辺に円錐配列で配された少なくとも３つのジェットを備え、前記サンプル表面の中央で、ガスが出会うように、少なくとも３つのサブ流れに向けるようになっている。これらのサブ流れは、前記サンプル表面より離れて流れるガス流を形成するように互いに偏向している。

１つの好ましい装置では、３つ以上のジェットは、実質上対称的に配され、サブ流れは、配列の軸に沿って互いに偏向している。このように、前記サブ流れは、前記軸に沿９て一般にサンプル表面から離れて流れるガス流に方向を与えている。事実、この方法を使用すると、前記サンプル表面から離れて流れるガス流、およびガス流の電気放電は、軸に沿って一般にある領域に効果的に閉じ込められる。

この閉じ込めは、簡単に判るとおり、いくつかの有益な効果を有する。

さらに、本発明の第１実施例に関し、該実施例では、サンプル表面の前に配されたスペーサまたは放電アレスタを効果的に備えている。

このスペーサ又はアレスタは、前記サンプル表面から離れて流れるガス流の通路用の開口を有する。検討したエレメントが、実質上アレスタであるか、単なるスペーサであるかによって、この特徴に２つの変形例がある。

もし、このエレメントがアレスタである場合には、開口は、実質上円形であり、２つの異なる直径のセクションを有する。このセクションの１つは、実質上サンプル表面に接しており、２つの直径のうち大きい方である。しかし、その空間は、グロー放電の最小長さよりもずっと小さな距離である。このように、始めに述べたＣ５ＩＲＱ装置では、アレスタは、サンプル表面を用いて、グロー放電の存在しない環状溝を形成している。

もし、サンプル表面の直前のエレメントが、環状溝を有するアレスタである場合、（互いに偏向した対称的なジェットの使用によって得られる）上述した軸方向の形状は、・環状溝への原子のスパッタリングを最小にする。これにより、従来技術に照らすと、本発明は、前記サンプル表面からスパッタされた原子によって環状溝が閉塞するのを妨げる。

一方、軸方向の形状は、他の利点ををする。すなわち、前記サンプル表面の直前のエレメントは、全て環状溝を有する必要性がない。すなわち、エレメントは、単なるスペーサであり、陽極をサンプル（陽極）表面から分離させ、存在するポテンシャル差を許容する。すなわち、もし、エレメントがスペーサである場合、ガス流の軸方向の形状の利点は、基本的な幾何形状（非アレステインダスペーサの使用）を許容できることになる。

いずれの場合にも、相互に偏向した対称的なジェットは、装置への堆積により、原子の損失を最小にするのを助けている。

次に、本発明の第２実施例に目を向け、原子吸収測定用の固体サンプル表面から原子をスパツクさせる装置についすなわち、固体サンプル用の受け支持装置は、ガス流を供給し、周辺からのサンプル表面に向けて流れを方向付け、および前記表面から財れてガス流を取り出すための装置を備えている。この場合、前記表面に一般に垂直な通路に沿って流れる。

前記サンプルと陽極との間のガス内で放電を形成する装置を備え、ガス流とともに移動する表面から原子をスパッタさせる。そして、最後に、前記表面より離れて流れるガス流の中に光ビームを発射させる装置、および前記ガス流の中を通った後にビームの強度を検出する装置を備えている。

次に、この実施例では、前記サンプル表面から離れて流れるガス流を曲げる装置と、ガス流とともに運動し、始めに述べた（一般に垂直）通路から、一般にサンプル表面に対して垂直でない軸を有する通路を進む原子を有する。

最後に、第２実施例には、第２通路の軸に沿った一条の光ビームを発射させるためのいくつかの装置を有し、前記第２通路に沿って流れるガス流を通る通路用の装置を有し、ガス流の中を通った後に光ビームの強度を検出する装置も有する。

好ましくは、必ずしも必要ではないが、第２通路は、一般にサンプル表面に平行である。

さらに、第２実施例につ５．いて述べると、前記曲げ装置は、固体ガイド表面を備えることが好ましく有益である。このガイド表面、は、第１および第２通路を形成するように配され、前記サンプル表面から流れるガス流（そして、再びガス流とともに運動する原子）を第１通路から第２通路まで偏向させるようになっている。

好ましくは、このガイド表面は、一般に連続的な形状に形成され、好ましくは、第２通路を介して放出装置と検出装置との間の光ビームの通路の軸に沿った開口を有する。

第２実施例について再び述べると、第２通路は、二股に分かれているのが好ましい、すなわち、第１通路から離れて互いに反対方向（少なくとも実質上反対方向）に延びる２つの脚部を有する。

第２実施例の好ましい変形例の操作には、前記サンプル表面から離れて流れる流れは、２つのサブ流れに分岐し、各サブ流れは、それぞれ２つの脚部の１つに沿って流れ、放出装置は、両サブ流れの中を通る光ビームを放射させる。

次に、本発明の第３実施例に目を向けると、該実施例は、既述したものに共通する特徴がある。これは、原子吸収の測定値を得るための装置であり、固体サンプル用の受け支持装置を備えている。

また、この第３実施例は、前記サンプルに隣接するガス流を設ける装置と、陽極と、電源を備えて電流放電を前記サンプルと陽極との間に形成する装置とを備えている。この放電は、前記サンプルから原子をガス流にスパッタさせ、ガス流で原子の混合物を形成する。

前に述べた実施例と同じように、第３実施例は、ガス流および原子を介して光ビームを放出させる装置と、ガス流の中を通った後に光ビームの強度を検出する装置とを備えている。

また、第３実施例は、複合流れを通す通路を経た後に検出されたビームの強度を用い、該複合流れによって光ビームの吸光量を決定する装置を有する。これらの吸光量決定装置は、一般に直線部分と、少なくとも非直線部分とを有する較正曲線を有する。

最後に、本発明の第３実施例は、実質上連続的に放電電流を調整するいくつかの装置を備えており、一般に、吸光量を前記較正曲線の直線部分になるように決定させる。

（ある場合には、電圧や電力の制御は、電流制御の代わりに用いられる。）この第３実施例では、好ましくは、電流調整装置が、電源の有効インピーダンスを可変にする装置を備えている。

例えば、インピーダンス可変装置は、電圧放電と直接に配された可変抵抗を効果的に備えている。

また、本発明の第３実施例は、好ましくは、検出器が反応する光ビームのスペクトル波長域を制限する装置と、実質上連続して吸光量を表示して記録している間、光ビームの公称波長を可変にするい、くつかの装置を備えている。

その結果は、当業者に明らかな通り、スパッタされたサンプルの原子吸収スペクトルであるが、特に、器具の較正曲線の一般に直線部分に記録されるスペクトルである。

次に、本発明の第４実施例について述べる。この実施例では、固体サンプルに使用される原子吸収装置であり、該固体サンプルを受けて支持する装置を備えている。

また、前記サンプルに隣接するガスを設ける装置と、陽極と電源を備え、サンプルと陽極との間にガスの電流放電を形成する装置を備え、原子をサンプルからガスにスパッタさせ、ガスとサンプル原子を形成させる。

また、この実施例は、複合物の中を通す光ビームを放出し、該複合物を通す通路を経た後にビームの強度を決定する装置と、前記複合物を通す通路を経た後にビームの検出された強度を用いて、前記複合物により、光ビームの吸光量を決定する装置とを備えている。

この第４実施例の顕著な特徴は、放電電流を実質上自動的に調整し、ある値に決定された吸光量を維持する装置と、電流を表示し記録する装置とが設けられている。この後者の装置は、′利用袋Ｗ′と呼ばれている。この実施例では、電流は、それ自体でサンプル内のある構成要素の総数の測定用として用いられることに注８すべきである。

電気放電により電流を制御する技術の分野に属する者により明らかなように、電流調整装置は、電圧供給の有効インピーダンスを可変にする装置を備えている。

インピーダンス可変装置は、電圧放電に直列な可変抵抗を備えている。

この利用装置は、このようなサンプルの総数の測定値として電流から得られるパラメータを表示するか、または記録する。

ここで検討した第４実施例は、好ましくは、前記検出器が反応する光ビームのスペクトル波長域を制限し、そのこの実施例は、放電電流を表示しているか、または記録している（または両方）間、公称波長の選択を連続的に変える装置を備えている。従って、この装置は、サンプルの原子吸収スペクトルに関係するスペクトルを表示し、および／または記録する。

本発明の第５実施例は、原子吸収測定値のために固体サンプル表面から原子をスパッタさせる装置である。この実施例は、固体サンプルの受け支持装置を備えている。また、サンプル表面の周辺部に接触するようにした後部を有する陰極を備えている。また、前記陰極は、前部と、該陰極を介して完全に通るようにした開口を有する。

また、この第５実施例は、陰極の開口内に設けられたスペーサを備えている。このスペーサは、サンプル表面に接触するようにした後部と、前部とを有する。また、スペーサは、サンプル表面に向かってガス供給からガス通路用の導管をその中に有している。

この第５実施例は、陽極を有する。該陽極は、陰極およびスペーサの各前部に面する後部を有する。陽極は、一般にスペーサ内の開口に位置が合わせられた開口を有している。この第５実施例の他の要素は、陰極と陽極との間に挿入された絶縁体である。

最後に、第５実施例は、スペーサと陽極との間に挿入され、サンプル表面の方にスペーサを付勢する柔軟部材を備えている。この柔軟部材により、陰極およびスペーサ共に、陰極、陽極、絶縁体およびスペーサの普通の生産公差にも拘わらず、サンプル表面の通常の表面仕上げの不規則性と同様に、サンプル表面に近接している。

好ましくは、前記柔軟部材は、０リングであり、前記陽極の後側に形成されたＯリング用溝に極めて簡羊に取り付けることができる。

この第５実施例では、典型的には、電気放電がサンプル、スペーサおよび陰極の各温度を上昇させる熱を生成させる。

この実施例は、好ましくは、陰極の温度を下げるいくつかの装置を備え、熱を取り去り、サンプル表面の周辺部を冷却する。従って、前記柔軟部材は、付加的な重要な機能を果たすことがわかる。すなわち、陰極、スペーサ、絶縁体およびサンプルの各温度における振動のため、大きさや形状の変化を許容できる。

次に、本発明の第６実施例に目を向け、原子を固体サンプルの表面からスパッタさせ、該スパッタされた原子で原子吸収の測定を行う装置について述べる。

本実施例は、光学測定チャンバと、該チャンバにサンプル表面が面するように固体サンプルを受けて支持するいくつかの装置とを備えている。また、チャンバ内のガス流をガス供給からサンプル表面まで連続的に方向付けるいくつかの装置を備えている。

また、第６実施例は、陽極を備え、サンプル表面と陽極との間にガスの電気放電を形成させるいくつかの装置を設け、ガスイオンで表面を形成し衝突させ、表面からサンプル原子をスパッタさせるようになされている。また、スパッタされた原子を介して光ビームを放出させ、スパッタされた原子によって光学吸光量の測定を行う装置を備えている。

さらに、本実施例は、ガスをチャンバから実質上連続的に取り出す可変速装置と、ガスが取り出される速度を自動的に制御し、測定を最適にする装置とを備えている。

この第６実施例には、少なくとも２つの好ましい態様がある。一つは、装置にチ゛ヤンバ内の圧力を調整す゛るいくっかの装置と、圧力ＥｌＩ整装蓋装置応する速度制御装置とを備えている。この速度制御装置は、少なくとも約一定の圧力を維持するようにして操作される。

学吸光量の測定値に反応し、最遠吸光量レンジでの測定を維持するようになされている。

本発明の第７実施例は、光学測定チャンバを備え、サンプル表面が、前記チャンバに面するように固体サンプルを受けて支持する装置を有する。さらに、第７実施例は、チャンバ内のガス流を、チャンバからガスを実質上連続的に取り出す装置と同様に、ガス供給からサンプル表面まで連続的に方向付ける可変流量装置を備えている。

また、第７実施例は、サンプル表面と陽極との間のガス内に電気放電を形成させる装置を備え、ガスイオンを表面に形成し衝突させ、前記表面からサンプル原子をスパッタさせるようになっている。

また、スパッタされた原子により、光ビームを放出させ、前記スパッタされた原子によって光学吸光量の測定を行わせるいくつかの装置を備えている。

さらに、第７実施例は、このような測定を最適にするために、ガスの方向付は装置の流量を自動的に制御する装置を備えている。

はじめに検討した第６実施例と類似するように、第７実施例は、少なくとも２つの好ましい態様を有している。一つは、装置に、チャンバ内の圧力を調整するいくつかの装置を備え、流量制御装置が少なくとも約一定の圧力を維持するように、圧力ｒＮ整装置に反応する。

他の好ましい態様には、前記流量制御装置が、最適の吸光量レンジでの測定を維持するために、光学吸光量の測定次に、本発明の第８実施例は、固体サンプルの受け支持装置を備えているとともに、サンプル表面からサンプル原子をスパッタさせる可変流量装置を備えている０本実施例は、スパッタされた原子の中に光ビームを放出させ、スパッタされた原子の中を通った後に、ビームの強度を決定することにより、測定するいくつかの装置を備えている。

さらに、この第８実施例は、原子の放出をスパッタされた原子からＥｌｌ整するいくつかの装置を備えている。最後に、本実施例は、放出調整装置に反応して、測定精度を最適にするいくつかの装置を備えている。

たった今検討した２つの実施例のように、２つの好ましい態様がある。一つは、最適化装置が、一定の原子放出を維持するように可変流量装置を自動的に制御している。これにより、スパッタ率を安定させる。他は、最適化装置が、スパッタ率のばらつきによる測定値の修正を行うのに用いられ、スパッタ率に関係する信号を与えるものである。

本発明の第９実施例は、サンプルとともに用いられる原子吸収測定装置である。

これは、チャンバ内を通る光通路に沿って測定用光ビームのウィンドウとともに、光学測定チャンバと、該チャンバ内のサンプル原子の流れを生成させるためのいくつかの装置とを備えている。

また、第９実施例は、光学通路に沿ったチャンバ内に配されたパンフルを備えている。このバッフルは、光学通路にあって、該光学通路に位置が合わされた多（の孔を有している。

このバッフルは、好ましくは、ハニカム形状をしており、パフフルの孔は、好ましくは、約３の長さ一直線比を有している。また、この孔は、好ましくは、１／８インチ以下の大きさの横断孔を有している。

ガス流のサンプル原子は、バッフルの壁に捕えられ、よって、スパッタリングチ中ンバの端部ウィンドウに達して覆われることが防げる。この捕獲により、清掃が必要とされる前に、かなり広範なチャンバの使用期間を延ばすことが可能になる。

本発明の第１０実施１１ＦＩＪは、原子吸収測定値用として、固体サンプルから原子をスパッタさせる方法である。はじめに露出された表面は、サンプルを描く代表ではなく、不規則性または不純性を有するように思われる。この方法は、３つの基本的な工程を備えている。

第１の工程は、陰極としてのはじめに露出された表面に対して高エネルギのグロー放電を当てることであり、はじめに露出された表面を覆うようにサンプルを描くように新しい表面を生成し、第２の工程は、原子吸収または原子螢光測定に使用されるサンプルの原子を生成させるように、新鮮で新しい表面に対して低いエネルギでグロー放電を行い、第３の工程は、低いエネルギでグロー放電を行っている間になされ、生成された原子の原子吸収量または原子螢光量を測定することである。

前記第１の工程では、約１０ヘルツから約２０ヘルツの間で高エネルギのグロー放電を脈動させるのが好ましい。

前に述べたように、既述した実施例の多くは、さらに他の実施例、すなわち複合物を形成するように種々のグループに組み合わされ重ね合わせることができる。

この複合もは、一般に、各実施例の組み合わされた効果を有することになる。

本発明の前の操作原理や効果の全ては、添付図面とともに、次の詳細な説明を考慮に入れて十分に理解されるであろう。

図面の簡単な説Ｉ第１図は、上記検討した第１実施例の主要なモデエールに相当する装置の斜視図または等角図である。第１図は、前記装置の内部を示す楔状の断面の一部が切り欠かれている。

第２図は、第１図の装置の一部縦断面図（または断面の立面図）、第１図の装置の周辺の状態を構成し、よって第１実施例を完成している部材の一部の概略図である。

第３図は、第２図の実施例の主要部であるアレスター（またはスペーサ）の上面図であり、隠れた特徴を示すように一部が破線で示されている。

第４１Ｚは、直径に沿って切り欠いた断面状態を示す斜視図または等角図であり、第３図のアレスター（またはスペーサ）部材の隠れた特徴を示すように一部が破線で切り欠かれた状態を示す図である。

第５図は、代表的なサンプル、ガス流、および付加的な周りとともに、第３図および第４図におけるものと同一のアレスター（またはスペーサ）の詳細を示す拡大縦断面図であり、その周辺で切り欠かれた状態が示されている。

第６図は、第２図に類似し、上記検討した第２実施例に相当する装置の縦断面図および線図である。

第７図は、第６図の図面に類似した図面であるが、第２実施例の好ましい態様および変形例を示している。すなわち、その一部には、固体であって輪郭が描かれた偏向器が、ガス流用として設けられている。

第８図は、第７図の実施例のガス流のガイド部を示し、斜視図的あり、等角的である２方向断面図であり、−面は、前記装置の中心軸に沿った縦断面図を示し、他面は、前記標本の開口部から下流側の縦断面図を示す、この図面は、下方より眺めたものであり、その結果、前記ガイド部材の下側の輪郭の一部を示している。

第９図は、第２図および第６図に類似し、前記第２実施例の他の好ましい態様または変形例に相当する装置の縦断面図である。すなわち、その一部には、前記ガス流が、全体として２倍の長さ方向に沿って眺められ、サンプル原子の２倍の長さ一容積を形成するように分岐している。

第１０図は、上記検討した第３実施例および第４実施例に。

相当する光学および電子部材の概略図とともに、第９図に類似する図面を含む、（放電電流は、吸光信号を前記吸光曲線の直線領域にもたらすか、または前記吸光信号を一定に保持するようにＵ＠整される。）第１１図は、前記第５実施例に相当する装置の中央部の縦断面図である。（前記陽極とスペーサとの間の弾性部材は、その間の隙間に収容され、その結果、前記陰極および前記スペーサは、共に前記サンプルに密着することになる。）第１２図は、前記第６実施例で使用された部材の概略図である。（ガスのボンピングは、一定の圧力および最適の吸光性が得られるように自動的に制御される。）第１３図は、前記第６実施例および第７実施例の両方を包含するシステムの概略図である。（第７実施例では、ガスの供給率は、圧力が安定し、最適な吸光レンジで測定値が維持されるように自動的に調整される。）第１４図は、前記第８実施例に相当するシステムの概略図である。（放射信号を使用すれば、物理的に、算術的に前記吸光測定値が平均化する。）既に詳細に検討した第１５図ないし第１８図は、従来のシステムを示している。

第１５図は、一般に原子吸収の測定に使用される火炎バーナーのシステムの概略図である。第１６図ＣＤ、Ｓ、ＣｏｕｇｈＯ後）は、Ｃ３Ｉ　ＲＱで改良させた上記固体サンプルのスパッタリングチャンバの縦断面図であり、第１７図（Ｃｏｕｇｈの１ｊｉ）は、Ｃ−３ＩＲＱチヤンバの環状体の拡大断面図である。第１８図は、操作時における前記環状体と前記サンプルとの間の隣接領域の拡大断面図である。

原子吸収の感度および原子螢光の分析技術は、分析原子の総数に直接関連している。本発明の第１番目の２つの実施例および上記の如く要約した好ましい態様は、（１）スパッタされた原子の総数や、（２）スパツクされた全原子に比例した図面上の原子の総数を共に増加させるのに役立つ。

Ｃ３Ｉ　ＲＯシステムにおけると同様に、本発明の装置（第１図ないし第１４図）では、ガスは、サンプルＰの表面に近接したスパンターチャンバに導入され、酸サンプル表面から前記測定通路Ｂに導き出される。後者は、一般に従来の中空の陰極ランプＨ１モノクロメータＭ１および一対の光学機器Ｌ１、Ｌ２によって構成されている。

同時に、ガス・内のグロー放電は、前記サンプル表面より、該サンプル表面から流れ去るガス、にサンプル原子をスパッタさせる。従って、前記ガスは、前記サンプル表面からスパッターされた原子とともに運ばれる。

前記チャンバＴは、端部ウィンドウＷ１、Ｗ２、ガス人口Ｇ■、ガス出口ＧＯ１環状の中空キャビティＭを形成するような形状の陽極Ａ、陰極に１および環状のアレスターまたはスペーサーＥを有する。（前記サンプル表面は、それ自体で陰極として役立つように、陰極板が前記サンプルＰに放電しているので、図面上でＫと印された部材は、より正確に陰極板を示すことになる。）本発明より明らかなように、この装置は、前記Ｃ３Ｉ　ＲＯユニットとは、多くの幾何学的かつ機能的な詳細な点で異なっている。その結果、ガス流の幾何学的形状は、多くの方法で制御することができるので、スパッターされた原子も、効果的に制御された流れになる。それから、この事実は、前記原子吸収式の光学システムの観点では、原子の総数を最適１、傾斜した噴出特に、良好に生成されたガス流を形成するため、また該ガス流を原子の堆積によって失われた固体の部材から良好に分離する中央の通路に閉じ込めるために、前記サンプル、表面に関して、実質上ゼロでない角度で傾斜したガス流が得られる。

この噴出より、小さな各ガス流は、一般に同じゼロでない角度で前記サンプル表面に直接に突き当たり、前記装置の作動開口部の方に向かって、概ね中心部分に集まるように方向付けられている。前記第１実施例に相当する特徴は、上記検討した。

第１図ないし第７図・で図示したように、傾斜した噴出は、高速のガス流を、前記サンプル表面に直接に向けさせることができる。これにより、各流れが前記サンプル表面に突き当たる領域で、局部的な高圧ゾーンを生じ、圧力増加につなか。

る、その間、同じガス内のグロー放電中に生成されたガスイオンは、放電のポテンシャル場、いわゆる゛陰極降下”領域によって前記サンプル表面の方に導かれる。

前記グロー放電は、前記アレスターの孔によって制限されるというよりもむしろ、高圧領域内に集中する。前記圧力増加によって付加された速度は、前記微粒子化されたサンプル材料！量を増大させる効果を有する。

前記サンプル表面の直前の構造は、薄い環状の溝が前記サンプル表面にイオンが突き当たる部分を取り囲むような”放電アレスター”としての形状である場合には、さらなる効果が付加される。上述したように、このような溝は、前記放電に必要な陰極降下領域よりも短く形成されている。これにより、前記溝なしに、放電が形成されるのが防止される。

この構造は、陰極の活性領域が固体の部材に近づかないようにグロー放電装置に使用されている。原子吸収式のスパッタリングチャンバでは、前記放電が前記アレスターの内径に制限されるのを助けており、これにより、堆積や信号の最終的な損失が最小になる。

しかし、このようなアレスターが有する問題点は、スパッタされた材料が、溝（第１８図に示すように）の口部および溝の実質上電気的に近い部分に堆積することにある０本装置では、前記噴出からのガスの各流れが、前記サンプルと前記放電アレスターの本体との間の小さな環状空間を通過するに引き離すということにより、溝の機能が大きく改善されることになる。この特性の重要な利点は、重要なマウンドが第５図のＣにおけるサンプル表面上に堆積するに従って、各洗浄間における作動時間が長くなることにある。

さらに、スパッタリング効率を向上させ、今述べた他の利点を得るために、ガス噴出だけでなく、かかる噴出が実質上円錐状に配列させるのが好ましい、この配列より、３つ、またはそれ以上の小さな各ガス流は、実質上ゼロでない円錐角度でサンプル表面に直接突き当たることになり、再び、前記装置の作動開口に向けて中心部分に集中するように方向付けられる。

この円錐形状は、−放電アレスターの溝内でスパンターされた材料が堆積を防止するというより、それｚ上のものになるものと思われる。このガス流の中心部分に集中するように方向付ける運動は、アレスターの必要性を大きく減じさせることができる０本発明は、アレスターの溝の機能を完全に取り除（ようにしたものである、その結果、得られる形状は、前記アレスターは、前記陽極や、（陰極）サンプル表面の放電を支えるのに適当な距離だけ分離させたものであって、ジェットを収容するための単なるスペーサでなる。

各ジェットからのガス流は、前記サンプル表面に衝突した後、それぞれ前記サンプルから離れるように偏向することになる。勿論、前記各法れは、依然として本発明の好ましい円錐配列システムにおいて、前記サンプル表面から少し離れた位置で、該サンプル表面を越えて運動する部材を有しており、前記材料の搬送流れは互いに衝突することになる。

対称配列内におけるシェフ）を備え、各ガス流を平行にし、相互崩壊においてそれらが互いにバランスするように偏向させる。すなわち、前記ガス及びスパッタされた材料は、前記サンプル表面から、該表面に対して垂直な方向に直接に流れていく、この組み合わされた流れは、前記噴出の円錐配列内で中心方向に向けられた一様な流れを構成している。

前記原子の分散率に比べると、ガス流の光束に組合わさったこの中心方向に向かう運動は、前記スパッターチャンバの壁上のサンプルに対向しているため、原子の損失が最小になるのを助ける。上述したように、アレスタの溝は、鮮明に保持されるように助けられ、このような溝を設けるのを全く不必要にすることが可能である９本装置において図示するように、陽極Ａは、前記サンプルとは異なるチャンバーＴを越えて延びるロンド状の形状ではなくくむしろ前記アレスタ／スペーサＥの直上で円錐の環状体をなしている。さらに、前記陽極Ａの外形は、アレスタ／スペーサＥとともに、傾斜した噴出Ｊに供給する中空キャビティＭを構成するような形状になされている。前記噴出は、好ましくは単なる円錐断面というよりもむしろホーン形状にすることができ、適当なマニホルドを設計することにより、その速度を以下に述べるような他の特徴点を高めるよう比制御することができる。傾斜した噴出の対称配列はいくつかの利点を有する。（ｉ）多くの原子は前記サンプルからスパッタされる。（ｉｉ）多くのスパッタされた材料は吸収通路に到達する。（ｉｉｉ）代表的な分析及び正確な分析を行なう場合、各ガス流は前記サンプル内に深く浸透する。（ｉｖ）電気的な故障に対する抵抗性があって、・なんらメインテナンスを必要としない簡便で経済的なアレスタ／スペースを設けることが可能である。（Ｖ）前記流れは再スパツタリングを効果的に防止しつつ、前記サンプル表面から離れてスパッタされた材料を搬送させることにより、各部材間の分散率の変化による分析誤差を減少させることができる。

前記スパッタリング法によって生成された原子の総数は、接地状態と同様に幾分高められた原子状態における原子を含んでいる。接地状態にある原子だけは、前記光源から放射された共鳴放射線を吸収し、その吸収により前記モノクロメータ及び検出器によって量的に感知されることになる。このように、単一の接地状態にある原子のほとんどは、２つの主たる方法によって検出システムに向けて導かれる。これらの原子は、放電チャンバの壁に衝突して付着させることができる。

また、前記原子は、前記チャンバを通る光源の視界から外れた通路を移動することもできる０本発明の第２実施例は、以下に述べるように、このような２つの損失メカニズムを最小にすることができる。

（ａ）軸方向からの　−視角に入る原子の数を増加させる一つの方法は、測定用の光ビームを大多数の原子の中を通過させ、前記サンプルから放射された原子の流れを曲げさせることにある。

これを達成するには、第６図に示すように、排出ボートＧＯを前記光学通路に一致させ、前記排出された原子を長い通路に導（ように、前記サンプルＰと同じチャンバーに置かれる。測定用光学機器の視線は、前記排出ボートがチャンバーを直接に越える場合よりも多くの原子を遮断する。

（ｂ）輪郭が形成された偏向器ニ一般的な分散方式は、前記サンプル表面からの放出を受けて、原子を素早く分散させる傾向がある。この好ましくない減少は、乱流によってより一層増大してしまう、乱流を減少させ、視野内に伝達された原子数を増大させるため、原子の流れがすばやく前記吸収通路に向けられるように湾曲した表面を有する原子偏向器が設けられている。また、光ビームの中心には、より多くの原子が集中する。

第７図及び第８図に示すように、前記偏向器の内面は、入口ボートＡ−Ｕから測定断面Ｖ−Ｙまでのトロイド形状の実質上９０度の断面になっている（第８図は、前記偏向したキャビティ、および連通チャンバーの内側の凹面を図示しているのが理解されるが少しややこしい）。前記偏向器は、金属や他の適当な固体材料で形成されており、その周りには通路が形成され、入口用の比較的小さな開口部Ｚ−２が設けられている。この偏向器は、原子の流れが軸方向の流れになるように折り曲げられる場合に、特に重要である。ただし、通路における原子の総数を増大させることができる他の特徴点は、前記サンプルから、互いに反対方向に移動する２つの流れに向かってスパッタされた原子を分散させることにある。この２つの流れは効果的に配され、両流れは、前記光学通路を連続して移動することになる。第９図は、このような１つの装置を示しており、ボンピングマニホルドは、実質上前記スパッタリング法の両端で等しくボンピングされる。

このような二重のボンピングには、４つの重要な利点がある。（ｉ）吸収される通路の長さが増大する−（ｉｉ）　中空の陰極ランプとモノクロメータの入口スリットとの両方の共通像をｌｉ　＜点で５原子の最も濃くなった部分をぼんやりとレトロビットさせる。（ｉｉｉ　）　スパッタチャンバー用の挿入損失を最小にすることにより、最適な信号／雑音比（Ｓ／Ｎ比）及び測定精度の維持が図れる。（ｉｖ）少ないポンプダウン時間で、よって全体としての少ない分析時間になる。

３、吸光を直線化するための放電調節上述したように、自動吸収方法の重要な欠点の一つは、動的レンジが乏しいことにある。本発明は、これまで原子吸収の作業に共通する１次または２次の大きさから、固体サンプルの分析における５次の大きさまでの動的なレンジを増加させることにある。

本発明は、吸光を分析総数に関連させた較正曲線の非線形問題を述べることによって、動的レンジを増大させることによって得られる。

グロー放電からスパンターさせることにより、測定通路まで伝達された原子の総数は、放電中の電流に比例している。

よって、この流れを制御することにより、（１）　原子は、固体サンプルまで伝達され、（２）　該固体サンプルにおける原子の総数の比率を調整することができる。

従って、前記サンプル内の総数が、非常に大きい場合には、前記流れは、その視通路上で好ましい原子数を与えるように減少させることができるとともに、その逆も可能である。このような好ましい総数は、前記較正曲線の直線部分における吸光測定を可能にするものである。

従って、本発明は、放電電流を適当なレベルまでＲＭすることにより、原子吸収の分析の動的なレンジを増加させることにある。調節は、レンジから外れた瞬時測定吸光に反応して、手動および自動的、例えばコンピュータ制御の下で行うことができる。放電電流における各段階的な変化が伴なうものは、表示され、記録されたレンジにおける相当シフト量である。

第１０図は、放電＠流が、各レベルの一つに調節することができるシステムを図示しており、各レベルは、相当する制限された総数レンジを？！償する特殊な較正曲線に関連している。

近代のディジタル電子光学の技術分野における当業者が容易に理解できるように、図示した装置の電子部分は、多様な方法で操作できるようにプログラムすることのできる総括システムを構成している。これにより、これと同じ概略構成は、以下に述べるように、本発明の他の実施例に関連して使用することがてきる。このような操作モードの間では、単に半白・動的な操作であり、それには、主要なパラメータが表示され、システムは、手動でコマンドが入るのを待つことになる。

本発明の好ましい操作順序を、ハードウェアの概略に続き、簡単に述べることにする。サンプリング機器および光学機器は、図示され、上述したように中空の陰極ランプＨ１入ロレンズＬ１、ウィンドウＷ１より、グロー放電のスパッタリングチャンバーＴを介して、外部の出口ウィントウＷ２およびレンズＬ２を介して前記モノクロメータ５ｌ−３２および検出器りに至るものから構成される。

前記検出器からの出力信号１１１は、コンデンサによってフィ・ルターが加えられ、信号ゲートスイッチ１１３によって接地させて短絡させない場合には、１１４を介してＡ／Ｄ　（アナログ−ディジタル）変換器１１５まで進む、Ａ／Ｄ変＃Ａ器１１５の連続性および他の操作詳細は、例えば３つの制御線１２５によって行われる。Ａ／Ｄ変換器１１５の出力は、検出器において光ビームの強度のディジタル表示として、一群の、例えば８つのデータ線上に現われる。

ディジタル電子光学と、サンプリング医器との間のインターフェース地点には、グロー放電用の電源が含まれる。放出電源は、可変電源１１１より、電気リード線１３１によって、陽極Ａと、陰極板にとの間で印加される。この制御可能な電源１１１は、Ｄ／Ａ　（ディジタル−アナログ）変換器１２６より受け取るアナログ制御信号１２７によって調節される。

このアナログ制御信号１２７の特性は、順次、例えば、Ｄ／Ａ変換器１２６に入る８本のデータ線１１６に現われるディジタル入力から得られる。その間、前記Ｄ／Ａ変換器１２６のその後の、および他の操作の詳細が、例えば３本の制御線１２３によって管理される。ディジタル信号の入力配線は、グロー放電の好ましい電流、電圧または電源を示すディジタル表示を効果的に搬送するようになっている。

１３１における他の電源を調整する装置は、電子光学の技術分野に属する当業者によって容易に理解される。

同様な給電システムは、中空の陰極ランプＨ用として省略された形で図示されている。このランプＨは、図示された電源１２８からリード線１３２を介して電力を受け、単一の制御線１２２によって制御される。ランプの強さを変化させる必要のないシステムでは、このような単一の制御線１２２は、操作計画上必要とされるランプの単なるＯＮまたはＯＦＦ操作を行えば十分である。このスパッタリングチャンバの電源用として図示する制御システム１１６−１２３−１２６−１２７は、勿論、他の電源装置にも通用できる。

電子システムの心臓部にば、プロセンサーおよびコントローラ装置１２１があり、該装置は、データバス　１１６を介して、Ａ／Ｄ変換器１１５からの検出データを受け、該Ａ／Ｄ変換器１１５への給電制御データを送る。また、プロセッサーコントローラ１２１は、制御線１２５，１２３を介して、前記各変換器１１５゜１２６に操作管理信号をそれぞれ供給するようになっている。

さらに、前記プロセッサーコントローラ　１２１は、前記中空の陰極ランプの給電１２８を制御するとともに、適当な信号１２２によって、制御信号１２４による信号ゲート１３１をも制御するようになっている。

各種システムのは能の操作用として好ましいタイミングサイクルは、第１０図の下方にその概略が描かれている０図示するように、ランプの電源は、電気的に遮断され、前記原子吸収の信号が制御される。

スパッタリングチャンバのグロー放電への電源は、好ましくは、長いサイクルで遮断され、前記吸収測定通路上で原子の実質上の定常電源を形成するように遮断される。しかし、前記グロー放電のＯＦＦの間隔は、前記第１０Ｆ２の下方の概略によって示されるように、前記中空の陰極ランプの強度の測定に有用である。

（理解されるように、このようなデータは、ランプのドリフトを修正することができる。）図示するように、原子の放射は、光がランプから放射された状態で、原子の放射の混乱を避けるために、ランプＨのＯＦＦの間隔の間に、最もよく測定することができる。（放射が第１４図で示すように直角で測定されるとしても、このタイミングは、ランプから散乱した光によるインターフェイスを避けるようにするのが好ましい、）放射および吸収は、ランプのＯＮの間隔の間で共に測定できる。そして、好ましくは、前記ランプがＯＦＦの間に見い出される放射値は、放射の効果として、前記吸収測定を修正するように使用できる。

次に、自動測定の制御用のシステムに関する。前記エレメント用のサンプル総数が、疑わしく完全に既知であるとする。

電流、すなわち′励起′は、最も低い現在のレベルに調整される。そして、これは、器具の最も大きな総数レンジに符合している。迅速な測定は、前記サンプル内のエレメントの総数が、この励起レベル用の最適作動レンジ内の吸光値を与えることになる。

前記吸光が、余りにも高すぎる場合には、前記サンプルの総数は、本質的に器具のレンジから外れる。前記吸光が、余りにも低すぎる場合には、前記電流が増加し、吸光レベルをチェックするようにした他の迅速な決定がなされる。もしこのようなレンジが手許に存在するならば、吸光スケールの直線部分でこのように測定できる。

操作者は、電流を増加させるのに”ＵＰ２キーを押すことにより、または、電流を減少させるのに、”ＤＯＷＮ”キーを押すことにより、このような手続を手動で行うことができる。データの内部結合を伴なうシステムにおいて、前記処理は、自動的に行うことができる。

４、吸光を最適にする放電サーボコントロール分析物の構成の面から、原子吸収の分析精度は、部分的に吸光を総数に関連させる較正曲線の傾斜に依っている。

装置あたりの吸光の大きな変化は、逆の場合よりも大きな精度（少なくとも感度）を住じる。このような較正曲線は、通常、大きな総数で好ましくない傾斜まで曲げられて、非線形になる。

本発明は、前記放電の自動的な駆動を考慮し、その結果、視通路の原子の総数は、測定という観点から、最も好ましい吸光を与える。この点まで達するように要求される電流は、その後、測定され、分析のパーセント数の観点より提示されこのように、前記較正曲線の最も精密な点における分析的な自動測定に加え、総数はいうまでもなく、本発明の実施例は、前記サンプルにおける分析の総数によって必要とされる動的レンジの自動的な拡張を与えている。その結果、本発明にかかる第３実施例の原則は、さらに一つのステップをもたらしている。

再度、第１０図に述べるように、プロセッサおよびコントローラ　１２１は、（Ｚ−Ｅ）／Ｈとして吸光量を計算する。

ここで、Ｘは、放射が加えられた状態で測定された吸光量を示し、Ｅは、放射量だけを示し、Ｈは、測定された中空の陰極ランプの強さだけを示す、その後、前記プロセッサ／コントローラは、目標吸光量と、測定吸光量との間の違いを計算する。

この違いは、ディジタル式のフィルター（ディジタル−アナログ）を介して、Ｄ／Ａ　（ディジタル−アナログ）変換器１２ｅに設けられる。そして、この出力は、１２７でスパッタリングチャンバの電源１１１を制御する。単一のロングネットワーク用の代表的なフィルターは、Ｙ＝Ｋ　（Ｘ−Ｐ）＋Ｐにあり、Ｐは、前の値である。ｘ−ｐは、目標吸光量と、測定吸光量との這いになる。

Ｋは、計算率、すなわち、特に吸光測定値と計算時間により、０．１と０．００１との間の小さな値になる。前記目標吸光値は、総数の決定に際し、大きな精度で選択される固定値である。そして、総数は、それ自体、スパッタリングチャンバの駆動電流、または駆動電源、例えば放電電流１３１から引き出される。

始めに、前記システムは、決定されるエレメントの１００パーセントの総数に対応して、前記スパッタリングチャンバの駆動電流１３１用の低い値を選択する。

このシステムは、前記目標値からの実際の吸光量の違いを計算し始める。この違いは、ディジタル式のフィルターを介して一連の新しいスパッタリングチャンバの駆動電流１３１を生成するように処理され、該駆動電流１３１は、実際の値が目標値に等しくなるまでスタートで増加する。

この駆動電流１３１の最終的な値は、分析されるエレメントの総数を計算するように用いられる。この計算は、金属の標準値の選択によって展開された式を利用している。この式の定数は、システム内に蓄えられる。一般に、大きな値や、小さな値は、周期的に式を整えるのに使用され、装置の状態の進歩的な変化を計算する。

もし、前記エレメントの総数が、レベルを追跡し損なう場合には、前記スパッターリングチャンバの駆動電流は、最大の制限値まで増大するが、吸光量は、依然として、目標値に達し損なう、この場合、前記総数は、選択的なレンジ指示値を伴って、最も大きな駆動電流に達する吸光レベルを基礎として計Ｈされる。

５、アレスタ／スペーサ用の弾性マウントを有する正面からの冷却粉状化（スパッタリング化）工程の間、電気放電の電源に比例して、サンプル表面で熱が生成される。もし、熱が急速に運び出されないなら、前記サンプルや、前記装置の隣接部分は、分析の正確さを落としながら、オーバーヒートすることになる。

さらに、一定のスパッタリング率、よって精密な吸光読取値を維持するために、前記サンプルの温度は、一定に保持される。従って、前記サンプルを安定した温度まで冷却することが必要になる。

本発明によると、前記サンプルは、その前面で水冷の陰極板Ｋ（第１１図）によって冷却される。この陰極板には、その表面のうち衝突した活性部分を取り囲み、強固に係合することになる。前記陰極板とサンプルとの間の圧力は、適当かつ一定の冷却のため、２０から５０１ｂ／ｉｎ”のレンジ内にある。

サンプルの温度の安定化だけでなく、陰極のポテンシャルにおける前記サンプルの操作においても、前記サンプルＰと陰極板Ｐとの間の密着が要求される。陰極のポテンシャルにおける信頼性のある操作は、測定精度においても、安全性においても寄与し得るものである。後者に関し、接地ポテンシャルにおける陰極を走らすことも好まれ、このケースでは、前記サンプルＰを同じポテンシャルで信頼性を持って保持され、電気衝撃に対して操作者を保護することになる。

これらの理由により、陰極板には、前記サンプルに強固に接触することができる。良好な測定精度では、アレスタ／スペーサＥも、前記サンプルに強固に接触することができる。

もし、前記アレスタ／スペーサＥが、事際の場合、アレスタ、例えば第１１図に示すような放出禁止溝を伴なうスペーサである場合には、前記溝の良好な深さを維持するのに役立つので、２重に強固な接触が重要となる。この状態は、大きな電圧を防止し、溝内のスパッタリングを防止するのに必要である。

しかし、装置における通常の生産許容度は、３つの全ての部品（サンプル表面、陰極板、およびアレスタ／スペーサ）が同一平面に並ぶのを許容する。よって、前記アレスタ／スペーサＥ用の”浮き”構造、または弾性構造により取り付けられる。この取り付けにより、前記水冷式の陰極板Ｋが、前記サンプルに適当な圧力が加えられた状態で、前記サンプルが接触する間、前記サンプルに対して前記アレスタ／スペーサを強固に押圧することになる。この装置上の付加自由度のため、前記サンプル表面は、前記アレスタ／スペーサと、水冷式の陰極板との間て強固に係合する。

これらのいくつかの利点を得る実際的で、安価な方法は、弾性取付部材としてのＯリング（第１１図参照）を利用することにある。このＯリングは、前記陰極板および前記アレスタが、共に同時に前記サンプルに接触するのを保障しながら、前記アレスター用の０．００２から０．００３インチの”浮き”構造を提供している。

６、可変ボンピング吸光測定値の精度には、サンプルの分裂（スパッタリング）率を安定させることが必要とされる。このスパッタリング率は、順次、いくつかの係数によって決定される。その結果、これらの係数のうち出来るだけ多くの係数を制御することが望ましい。このような係数の一つは、スパッタチャンバ内のガス圧である。圧力は、通常、真空ポンプによって５から２０）リチェリレンジにもたらされる。

制御されたスパッタチャンバ（すなわち、原子の吸収以外）の他の用途には、圧力が、通常、ニードル弁の手動ｔｌｌ！節によって制御されている。そして、その結果、可変量のガスを好ましい値に達するまで調節する。

本発明は、真空ポンプのボンピング率を制御することにより、流量とは独立に圧力の制御が考慮されている。スパッタリングを安定させる効果に加えて、ポンプ率の変化は、代替的にスパッタリング率を動的レンジまで変えるようになって本発明の実施例のうち好ましい一つの！３様として、ボンピング率が、ポンプの駆動軸の回転速度を制御することによって可変になされている。第１２図は、このことを達成させる一つのシステムを図示している。電源は、ポンプを駆動させる電気モータの操作電圧Ｅを提供している。また、このモータは、回転速度針を駆動させ、回転速度に比例させて電圧ｅを提供している。この電圧は、回転率を開蓋するのに使用される。

自動形状では、制御システムは、十分な大きさの制御入力信号を提供し、前記回転速度針の出力値ｅを、好ましいプンビング速度に符合する目標値までもたらすようにしている。

直流モータか交流モータかのいずれかを使用することができる。もし、このモータが直流装置である場合には、電源は、前記制御信号の入力用の電流の大きさを与えている。（簡単な用語では、トライアック、またはＳＣＲは、真空ポンプを駆動させる電気モータを制御するように効果的に配線されて−いる。）もし、同期交流モータが使用されると、電源は、その代わりに交流出力値を与え、その周波数は、前記制御信号の入力値に反応する。

いずれの場合でも、電気的なフィードバック回路は、前記回転速度針の出力値ｅからの電源を制御するように使用される。

本発明の実施例のうち好ましい他の形態では、３つ、またはそれ以上の電磁弁を互いに並列に、しかし、前記ポンプとスパッタチャンバとの間の真空ラインに直列に組み合わせて設りられる。この電磁弁は、２進形式でマイクロプロセッサによって制御される。単直な例として、異なる開口部が７つの異なるボンピング率（そして、ゼロ）で使用することにより得られる。

７、ガスの可変供給また、先のセクシ１ンで述べたように、ガス圧は、ボンピング率の制御によって制御できる。さらに、スパッタリングチャンバに導入されたガス量、すなわち流量を制御することによって、ガス圧を制御するのが好ましい、このことは、第１３図に示すように、圧力センサに一体化された閉回路によって達成される。（ガスの流れは、先にニードル弁によって制御されてきた。）スパッタリングチャンパＴ内の圧力は、一部、電磁弁Ｓによって制御される弁Ｖを介して流入するガスの質量に依存している。この弁■は、順次、ガス容器Ｃに取り付けられた制ｍ器Ｒから供給される。真空ポンプＵは、一定の容量で一定の圧力を提供する。もし、ガスの質量流量が、前記弁Ｖを開口することによって増加するならば、圧力は、一定の流量で増加した質量を取り扱えるように上昇する。

前記チャンバＴに連通している圧力ゲージＧは、チャンバ内の圧力を示す出力信号へを、サーボ増幅ＢＭ’　の一方の端子に与える。もし、コマンド信号Ｂが、第２出力端子に導入されると、前記増幅器は、前記電磁弁Ｓによって弁を関整するサーボ制御信号を生成させる。

このフィードバックシステムは、前記弁を連続して整えることができ、これにより、流量は、前記チャンバＴ内の圧力を目標値まで運び、好ましいだけ長くそこに保持させ前記目標値は、前記コマンド信号Ｂにより設定値として形成される。

マイクロメータ（図示しない）は、数値的な値をアナログ信号をサンプル保持回路に送るディジタル−アナログ変換器（図示しない）に供給することによって、この設定値を与える。

前記サンプル保持回路の出力は、サーボ増幅器の基準人力Ｂに接続されている。

また、マイクロプロセッサは、アナログ−ディジタル変換器を介して圧力ゲージを複合化させることにより、圧力を続み取ることができ、読み取り値を蓄えた曲線と比較する。この装置は、々イクロプロセッサをしていくつかの目的のため圧力を１１節させる。

代替的に、前記電磁弁Ｓおよび弁Ｖは、流量針に反応して制御し、好ましいレベルに保持する。その間、チャンバの圧力は、始めに述べたように、ポンプで制御される。

本発明は、好ましいレベルで電流および電圧を共に維持するように自動的にガス圧を制御することが考慮される。

このようなガス圧の制御は、別々に、または組み合わせ、または他の装置によって、この詳細な説明の中のセクシジン６．７で述べた実施例の使用により達成される。

また、好ましいレベルにおける電流および電圧を、共に維持している間、ガス圧を自動的に制御することにより、本発明は、スパッタリング処理の制御を改良する。

８、精度を最適にする放射調節原子吸収分析は、主として接地状懸にある原子を取り扱っているが、イオン化された原子が低いレベルまで落ちるに従って、スパッタリング工程から外れた原子の放射がある。この放電から発散する放射は、スパッタリング率を変化させる。

そして、前記スパッタリング率を開蓋し、かつ制御し補償するのに使用される。

このような方法により、測定された原子吸収は、スパッタリング率に関して平均化される。

最も直接的な関係や、最も良好な制御は、マトリックス要素、例えば、鋼のサンプル内のイオンの単一のスペクトル線の強度をｇ１１節することによって得られる。しかし、有効な制御は、紫外線領域を越えて原子放射をＥ１ｍ節することによって観察され、該領域には、前記マトリックス要素の多くのスペクトル線がある。

第１４図は、放射の一部または全部を調節することによって、吸収測定を安定させる制御システムを描いている。

この放電からの電子放出ラジエーシゴンは、スパッタリングチャンバＴを通り、直径方向に反対側のウィンドウＺおよび補助検出器りを打つように関連したフィルターＦを通る。

この検出器からの信号は、前記制御システムＳにフィードバックする増幅器Ｇで増幅される。もし、この増幅ｎＧからの信号が、放出を減少させることを示している場合、制御システムの出力値Ｏは、電源Ｐからの電圧や電流を増大させるように変化し、またその逆も然りである。

このように、前記放出は、好ましい値に保持され、それに相応してスパッタリングレベルは、予め定められた値にセットされる。このように、単一のフィードバックループは、前記スパッタリングレベルに影響を及ぼす多くのファクターを補償している。

上述したように、前記増幅器Ｇからの原子放出信号は、代替的に、標準化１五の基礎として前記吸光読取値を修正するように使用される。（最も単純なものでは、簡単な分割ステップ）我々は、スパッタリング率に影響を及ぼす（例えば、圧力、流量およびグロー放電の電流等の）種々のパラメーターを制御する、すなわち一定の放電を維持する好ましさについて検討した。

このような方法のいくつかは、放電電圧または電流は、制御パラメータに依り、変化させることが可能である。これにより、一定の電力の場合、例えば電圧は上昇し、電流を減少させる。

９、ウィンドウ保護パフフル前記スパッタリングチャンバの光学システム軸に沿って移動する原子は、測定時、可変的かつ段々吸収され、端部測定精度を低下させ、特に、高圧電流操作を低下させる。

そして、その場合、原子は、本質的にウィンドウを被覆するように形成される。

一方のＩじカム材料は、測定用光ビームを通す間、材料を捕らえ、測定の低下を避けるバフフルとして役立ちうる。

この原子は、自然な横方向への散乱によりバフフル壁に付着し、よってウィンドウには達しない。

パフフルの孔は、光学通路に位置合わせされる。各セルは、好ましくは、約３：１の長さ一直径比およびｌ／８インチ以下の直径を有する。また、壁厚は、ビームの簡単なブロックにより信号ロスが最小になるよ゛うに最小の値が保持される。

１０、高エネルギの再スパツタリング本発明の背景の開示において始めに述べるように、特に長く延びた再スパツタリングは、特殊な標本の表面特性を明らかにすることが要求される。

このように、以前の作業者は、（実際の測定値を考慮する前に、）観察された読取値を代表的な粗材料の平衡特性にしてきた。

不運にも、再スパツタリング時間は、全体的な分析時間ができなくする程の長いものであった。

本発明によると、好ましい方法、すなわち、グロー放電中に高電圧および／または高電流を用いる方法は、高エネルギでサンプル表面に予めスパツクさせることにある。

速いが、高度に！４９Ｉｌされた方法で、非常にエネルギッシェな再スパツタリングは、放電時、表面の材料のｉ一層を取り除くようにパルスまたは直流電流を使用できる。

我々は、実験的に、ＩＯないし１２０ヘルツの高電流パルスが数分よりもむしろ数秒で平衡に達することがわかった。

前記開示は、単なる具体例であり、本発明の範囲を制限するものではなく、添付された特許請求の範囲によって決定されるべきものであることに注意すべ−きである。

〃θ１ μ込ｑｌ

Claims

【特許請求の範囲】

１．原子吸光又は螢光測定のために、原子を固体サンプル表面からスパッタさせる装置であって、前記サンプル表面は周辺部を有するとともに、前記装置はガスの供給に使用され、前記固体サンプルを受けて支持する装置と、前記ガスの流れを供給し、該流れを前記サンプル表面の方に、ゼロでない角度で前記表面の周辺部から前記サンプル表面の方に方向付ける装置とを備え、前記供給および方向付け装置は、前記サンプル表面に隣接して配され、前記表面の方に実質上ゼロでない角度に向けられた、少なくとも１つのジェットから構成され、かつ前記ガス流を前記サンプル表面から離れるように取り出す装置と、陽極を備え、前記サンプル表面と前記陽極との間のガス内で電気放電を形成し、前記サンプル表面から離れて流れるガス法とともに運動させるために、前記原子を前記サンプル表面からスパッタさせる装置と、前記サンプル表面から離れて流れる前記ガス流の中に光ビームを投射する装置と、前記サンプル表面から離れて流れる前記ガス流の中を通った後、前記ビームの強度を検出する装置とからなることを特徴とする装置。
２．前記供給および方向付け装置は、一般に円錐形状の配列で、前記サンプル表面の周辺部に記され、前記サンプル表面の中央で出合う、少なくとも３つのサブ流れに前記ガスを向けさせる少なくとも３つのジェットからなり、前記サプ流れは互いに前記サンプル表面から離れて流れるガス流を形成するように偏向していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
３．前記ジェットは実質上対称に配されており、前記サプ流れは互いに前記サンプル表面から前記軸に沿って一般に離れて流れるガス流を方向付けるように偏向していることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。
４．前記サンプル表面の前方に配され、該サンプル表面から離れて流れるガス法を通すための開孔を形成している放電アレスタを備えていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。
５．前記アレスタの開口は、実質上円錐であり、異なる直径を有する２つのセクションを有し、該セクションの一方は実質上前記サンプル表面に接触し、前記２つの直径の大きい方の直径を有するとともに、前記セクションの他方は、グロー放電の最少長さよりもずっと小さな距離だけ、前記サンプル表面から離れて設けられ、前記サンプル表面とともにグロー放電の存在しない環状溝を形成するようにしたことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の装置。
６．前記供給および方向付け装置は、一般に円錐形状の配列で、前記サンプル表面の周りに配され、該サンプル表面の中央で少なくとも３つのサプ流れが出合うように、前記ガスを方向付けるようにした少なくとも３つのジェットからなり、前記サプ流れは互いに前記サンプル表面から離れて流れるガス流を形成するように偏向レていることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の装置。
７．前記ジェットは実質上対称に配され、前記サプ流れは前記配列の軸に沿って互いに偏向し、前記サンプル表面から離れて流れるガス流、および該ガス流内に生ずる電気放電を、一般に前記軸に沿った領域に閉じ込めるように構成されており、これにより、前記互いに偏向した対称ジェットは、前記原子を前記環状溝にスパッタさせるのを最少にし、よって前記サンプル表面からスパッタされた原子により前記環状溝が閉塞するのをを妨げているとともに、前記互いに偏向した対称ジェットは、前記装置への堆積による原子の損傷を最少にするようにしたことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置。
８．前記供給および方向付け装置は、一般に円錐形状の配列で前記サンプル表面の周辺部の周りに配され、少なくとも３つの流れが前記サンプル表面の中央で出合うように、前記ガスを方向付ける少なくとも３つのジェットからなり、前記サブ流れは、互いに前記配列の軸に沿って偏向し、前記サンプル表面から離れて流れるガス流を形成し、前記流れおよび前記電気放電を前記軸に沿った領域に閉じ込めるように構成されていて、これにより、前記環状溝は前記アレスタの開口を必要としないことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の装置。
９．原子吸収又は螢光測定のために、固体サンプル表面から原子をスパッタさせる装置であって、前記サンプル表面は周辺部を有するとともに、前記装置はガスの供給とともに使用されていて、固体サンプルを受けて支持する装置と、前記ガスの流れを供給し、前記サンプル表面の周辺部から前記サンプル表面に向かって前記流れを方向付ける装置と、前記ガス流を前記サンプル表面から一般に前記サンプル表面に垂直な第１通路に沿って流すように導く装置と、陽極を備え、前記サンプル表面と前記陽極との間の前記ガス流内に電気放電を形成し、前記サンプル表面から離れて流れる前記ガス流とともに運動させるとともに、前記原子を前記サンプル表面からスパッタさせる装置と、前記サンプル表面から離れて流れるガス流、およびそれとともに運動する原子を、前記第１通路から前記サンプル表面に一般的に垂直でない軸を有する第２通路に向けて曲げる装置と、前記軸に沿って一般に光ビームを投射し、前記第２通路に沿って流れるガス流の中を通過させる装置と、前記ガス流の中を通って流れた後、光ビームの強度を検出する装置とからなることを特徴とする装置。
１０．前記第２通路は、一般に前記サンプル表面に平行であることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の装置。
１１．前記供給および方向付け装置は、前記サンプル表面に近接して配され、前記表面の方に向かって実質上ゼロでない角度に向けられている、少なくとも１つのジェットからなり、前記表面に対して実質上ゼロでない角度で前記サンプル表面の方に前記流れを向けさせるようにしたことを特徴とする請求の範囲第９項に記載の装置。
１２．前記曲げ装置は、前記第１および第２通路を形成し、前記サンプル表面から流れるガス流を偏向させるように記された、強固なガイド表面と、前記第１通路から第２通路に向かって運動している原子とからなることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の装置。
１３．前記ガイド表面は、一般に連続形状をしていることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の装置。
１４．前記ガイド表面は、前記第２通路を介して前記投射装置と、前記検出装置との間の光ビームの通路の軸に沿った開口を形成していることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の装置。
１５．前記第２通路は、前記第１通路から実質上互いに反対方向に延びる２本の脚部を有し、二股に分かれており、前記サンプル表面から離れて流れる流れは、作動時、２つのサブ流れに分岐しており、該各サプ流れは、それぞれ前記２本の脚部の１つに沿って流れるとともに、前記投射装置は両サプ流れの中に光ビームを投射していることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の装置。
１６．原子吸収測定を行う装置であって、該装置は固体サンプルとともに、使用されていて、前記固体サンプルを受けて支持する装置と、前記サンプルに隣接するようにガス流を方向付ける装置と、陽極および電源を備え、前記サンプルと前記陽極との間の前記ガス流内に電気的な電流放電を形成し、原子を前記サンプルから前記ガス流に向けてスパッタさせ、ガスと原子の複合流れを形成する装置と、前記複合流れの中に光ビームを投射し、該複合流れの中を通った後、前記ビームの強度を検出する装置と、前記複合流れの中を通った後に前記ビームの検出された強度を用いて、前記複合流れによる光ビームの吸光量を決定する装置を備え、前記吸光量決定装置は線形である部分と、非線形である少なくとも一部分とを備えた校正曲線を有していて、かつ前記放電しない電流を実質上連続して調整し、前記決定された吸光量が前記校正曲線の直線部分になるようにした装置とからなることを特徴とする装置。
１７．前記電流調整装置は、前記電圧供給の有効インピーダンスの可変装置からなることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の装置。
１８．前記インピーダンス可変装置は、前記電圧放電と直列である可変抵抗からなることを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の装置
１９．前記光ビームは、スペクトル波長域と公称波長とを有していて、検出器が反応する光ビームのスペクトル波長域を制限する装置と、前記吸光量を表示し記録している間、実質上連続的に光ビームの公称波長を可変にする装置とからなることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の装置。
２０．固体サンプルとともに使用される原子吸収装置であって、前記固体サンプルを受ける支持装置と、前記サンプルに隣接するようにガスを提供する装置と、陽極および電圧供給を備え、前記サンプルと前記陽極との間のガス内に電気的な電流放電を形成し、原子を前記サンプルから前記ガスに向けてスパッタさせ、ガスおよびサンプル原子の複合物を形成させる装置と、前記複合物の中に光ビームを投射し、前記複合物の中を通った後に、前記ビームの強度を検出する装置と、前記複合物の中を通った後に前記ビームの検出された強度を用い、前記複合物による光ビームの吸光量を決定する装置と、前記放電電流を実質上連続的に調整し、ある値に決定された吸光量を保持する装置と、前記電流を表示し、又は記録する利用装置とからなることを特徴とする装置。
２１．前記電流調整装置は、前記電圧供給の有効インピーダンスの可変装置からなることを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の装置。
２２．前記インピーダンス可変装置は、前記電圧放電と直列な可変抵抗からなることを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の装置。
２３．前記利用装置は、前記サンプルの総数の測定用として前記電流から得られるパラメータを表示していることを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の装置。
２４．前記利用装置は、前記サンプルの総数の測定用として前記電流から得られたパラメータを記録していることを特徴とする請求の範囲第２０項記載の装置。
２５．前記光ビームはスペクトル波長域を有し、該波長域は公称波長を有しているとともに、前記検出器が反応する光ビームのスペクトル波長域の公称波長を制限し、選択する装置と、前記放電電流を表示している間、実質上連続的に光ビームの公称波長の選択を可変にし、前記サンプルの原子吸収に関係するスペクトルを表示する装置とからなることを特徴とする請求の範囲第２０項記載の装置。
２６．前記光ビームはスペクトル波長域を有し、該波長域は公称波長を有しているとともに、前記検出器が反応する光ビームのスペクトル波長域の公称波長を制限し、選択する装置と、前記放電電流を記録している間、実質上連続的に光ビームの公称波長の選択を可変にし、前記サンプルの原子吸収スペクトルに関係するスペクトルを記録する装置とからなることを特徴とする請求の範囲第２０項記載の装置。
２７．原子吸収又は螢光測定のために、固体サンプル表面から原子をスパッタさせる装置であって、前記サンプル表面は周辺部を有し、前記装置はガスの供給とともに使用され、前記固体サンプルを受けて支持する装置と、前記サンプル表面の周辺部に接触するように設けられた後部、および前部を有し、前記陰極内を完全に通過する開口を形成している陰極と、前記陰極の開口内に取り付けられ、前記サンプル表面に接触するようにした後部、および前部を有し、前記スペーサの中に完全に通すための開口を形成するとともに、前記ガスを前記供給から前記サンプル表面に向けて通過させるための導管を形成しているスペーサと、前記陰極およびスペーサの各前部に面する後部を有し、一般に前記スペーサの開口と位置が合わされた開口を形成している陰極と、前記陰極と前記陽極との間に挿入された絶縁体と、前記スペーサと前記陽極との間に挿入され、前記サンプル表面の方に前記スペーサを付勢する柔軟部材とを備え、これにより前記陰極およびスペーサは、主に前記陰極、陽極、絶縁体およびスペーサの公称生産誤差に拘わらず、また、前記サンプル表面の公称表面仕上げの不規則性にも関わらず、前記サンプル表面に近接していることを特徴とする装置。
２８．前記柔軟部材は、Ｏリングであることを特徴とする特徴とする請求の範囲第２７項記載の装置。
２９．前記柔軟部材は、前記陽極の裏側に形成されたＯリング用溝内に取り付けられたＯリングであることを特徴とする請求の範囲第２７項記載の装置。
３０．前記陽極は、前記ガスを前記スペーサ内に形成された導管に供給するように配されたガス供給ダクトを形成していることを特徴とする請求の範囲第２７項記載の装置。
３１．前記電気放電は、前記サンプル、スペーサおよび陰極の各温度を上昇させる熱を発生させ、さらに前記熱を取り去って、前記サンプル表面の周辺部を冷却するように、前記陰極の温度を下げる装置からなり、前記柔軟部材は、前記陰極、スペーサ、絶縁体およびサンプルの各温度のばらつきのために生じる大きさおよび形状の変化を許容することを特徴とする請求の範囲第２７項記載の装置。
３２．固体サンプル表面から原子をスパッタさせ、該原子で原子吸収の測定を行う装置であって、該装置はガスの供給とともに使用されており、光学測定チャンバーを形成する装置と、前記チャンバーに面するサンプル表面で、前記固体サンプルを受けて支持する装置と、前記チャンバー内のガスの流れを、前記ガスの供給から前記サンプル表面まで実質上連続的に方向付ける装置と、陽極を備え、前記サンプルと前記陽極との間のガスに電気放電を形成させ、前記ガスのイオンで前記表面を形成し、衝突させ、前記サンプルの原子を前記表面からスパッタさせる装置と、前記チャンバーからガスを実質上連続して取り出す可変速装置と、前記スパッタされた原子の中に光ビームを投射し、前記スパッタされた原子による光学吸光量の測定を行う装置と、前記測定を最適にするように、前記取出し装置の速度を自動的に制御する装置とからなることを特徴とする装置。
３３．前記チャンバー内の圧力を調整する装置からなり、前記速度制御装置は、少なくとも約一定の圧力を維持するように、前記圧力調整装置に反応することを特徴とする請求の範囲第３２項記載の装置。
３４．前記速度制御装置は、最適吸光レンジ内での測定を維持するめに、前記測定値に反応することを特徴とする請求の範囲第３２項記載の装置。
３５．原子を固体サンプル表面からスパッタさせ、前記原子で原子吸収の測定を行う装置であって、該装置はガスの供給とともに使用されていて、光学測定チャンバーを形成する装置と、前記チャンバーに面する前記サンプル表面で、前記固体サンプルを受けて支持する装置と、前記チャンバー内のガスの流れを、前記ガス供給から前記サンプル表面まで実質上連続的に方向付ける可変流量装置と、陽極を備え、前記表面と前記陽極との間のガスに電気的な放電を形成させ、前記ガスのイオンで前記表面を形成し、衝突させ、前記サンプルの原子を前記表面からスパツタさせる装置と、前記ガスを前記チャンバーから実質上連続的に取り出す装置と、前記スパッタされた原子の中にビームを投射し、前記スパッタされた原子による光学吸光量の測定を行う装置と、前記ガスの方向付け装置の流量を自動的に制御し、測定を最適にする装置とからなることを特徴とする装置。
３６．前記チャンバー内の圧力を調整する装置からなる前記液量制御装置は、少なくとも約一定の圧力を維持するように、前記圧力調整装置に反応することを特徴とする請求の範囲第３５項記載の装置。
３７．前記流量制御装置は、それぞれ吸光量レンジにおける測定を維持するために、前記測定値に反応することを特徴とする請求の範囲第３５項記載の装置。
３８．原子を固体サンプル表面からスパッタさせ、前記原子を用いて原子吸収の測定を行う装置であって、前記固体サンプルを受けて支持する装置と、前記サンプルの原子を前記表面からスパッタさせる可変流量装置と、前記スパッタされた原子の中に光ビームを投射し、前記スパッタされた原子の中を通った後に、前記ビームの強度を決定することによって吸光量の測定を行うようにした装置と、前記スパッタされた原子の中への原子の放出を調整する装置と、前記放出調整装置に反応し、前記吸光量測定の精度を最適にする装置からなることを特徴とする装置。
３９．前記最適化装置は、一定の原子の放出を維持するように、前記可変流量装置を自動的に制御し、これによりスパツタされた量を安定させることを特徴とする請求の範囲第３８項記載の装置。
４０．前記最適化装置は、スパッタ量のばらつきによる測定を修正するように用いられ、スパッタ率に関係する信号を与えていることを特徴とする請求の範囲第３８項記載の装置。
４１．サンプルとともに用いられる原子吸収測定装置であって、１条の光通路に沿って測定用光ビームの通路用のウインドウを有する光学装置チャンバーを形成する装置と、前記チャンバー内に原子サンプルの原子の流れを発生させる装置と、前記光学通路に沿って前記チャンバー内に配され、前記光学通路で位置が合わされた多くの孔を形成しているバッフルとからなることを特徴とする装置。
４２．前記バッフルの孔は、長さ−直径比が約３であることを特徴とする請求の範囲第４１項記載の装置。
４３．前記バッフルの孔は、１／８ｉｎの大きさの横断孔を有していることを特徴とする請求の範囲第４１項記載の装置。
４４．前記バッフルの孔は、１／８ｉｎ以下の大きさの横断孔を有していることを特徴とする請求の範囲第４２項記載の装置。
４５．前記バッフルは、ハニカム形状であることを特徴とする請求の範囲第４１項記載の装置。
４６．原子を固体サンプルからスパッタさせ、それとともに、原子吸収又は螢光測定を行う方法であって、前記サンプルは粗材料と初めに露出された表面とを有するとともに、該初めに露出された表面は、前記粗材料には描かれない不規則性又は不純性を有しており、高エネルギーのグロー放電を、陰極としての初めに露出された表面に対して衝突させ、前記初めに露出された表面を覆うように、１分以下のグロー放電を行い、かつ前記粗材料が描く新鮮で新しい表面を生成し、その後、前記新鮮で新しい表面に対し、低エネルギーのグロー放電を行い、原子吸収量又は原子螢光量の測定に使用させるために、前記サンプルの原子を生成させ、かつ低エネルギーでグロー放電を行う間、原子の吸収または螢光量を測定する工程からなることを特徴とする方法。
４７．前記高エネルギーのグロー放電は、約１０から約２０ＨＺの間で脈動することを特徴とする請求の範囲第４６項記載の方法。