KR20110071320A - 이온 주입기, 이를 포함하는 질량 분석기 및 이를 이용한 이온 집속 방법 - Google Patents

이온 주입기, 이를 포함하는 질량 분석기 및 이를 이용한 이온 집속 방법

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KR20110071320A
KR20110071320A KR1020090127855A KR20090127855A KR20110071320A KR 20110071320 A KR20110071320 A KR 20110071320A KR 1020090127855 A KR1020090127855 A KR 1020090127855A KR 20090127855 A KR20090127855 A KR 20090127855A KR 20110071320 A KR20110071320 A KR 20110071320A
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김현식
유종신
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한국기초과학지원연구원
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Abstract

이온 주입기는, 이온을 통과시키기 위한 제1 영역을 포함하는 제1 전극; 및 상기 제1 전극의 한쪽 끝을 둘러싸도록 배치되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 이때 상기 제2 전극은, 상기 제1 영역과 정렬되어 이온을 통과시키기 위한 제2 영역; 및 상기 제2 영역을 통과하는 이온의 진행 방향을 따라 연장되는 돌출부를 포함할 수 있다. 질량 분석기는 상기 이온 주입기를 스키머(skimmer)와 인접하도록 배치하여 구성될 수 있다. 이온 집속 방법은, 제1 전극 및 상기 제1 전극의 한쪽 끝을 둘러싸도록 배치되며 돌출부를 포함하는 제2 전극을 제공하는 단계; 상기 제2 전극에 전력을 인가하는 단계; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 내로 이온을 통과시키는 단계; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 통과하는 이온을, 상기 돌출부에 의한 전기장에 의해 집속시키는 단계를 포함할 수 있다.
이온 주입, 집속, 모세관, 스키머, 질량 분석

Description

이온 주입기, 이를 포함하는 질량 분석기 및 이를 이용한 이온 집속 방법{ION INJECTOR, MASS SPECTROMETER COMPRISING THE SAME AND METHOD FOR FOCUSING IONS USING THE SAME}
실시예들은 이온 주입기, 이를 포함하는 질량 분석기 및 이를 이용한 이온 집속 방법에 관한 것이다.
질량 분석법(mass spectrometry)은 분자 또는 원자의 질량에 의한 분리에 기반을 둔 분석 분광 기법으로 질량 분석을 이용하여 원소뿐 아니라 거대 고분자까지도 분석할 수 있다. 질량 분석법은 시료 분자를 진공 중에서 가열하여 이온화함으로써 분자 이온(molecular ion) 또는 토막 이온(fragment ion)을 생성한 후, 생성된 이온을 진공 중에서 가속화시킨 후 전기장 및/또는 자기장에 의해 분석하여 질량 대 전하비에 따라 분류하여 기록하게 된다.
질량 분석을 수행하기 위한 질량 분석기(mass spectrometer)는 시료 도입부, 이온화부(ion source), 질량 분석부(mass analyzer) 및 검출부(detector) 등을 포함할 수 있다. 이온화부에서는 시료를 전자 이온화(electron ionization)하거나 화학 이온화(chemical ionization)하는 등의 방법에 의하여 이온을 생성한다. 생성된 이온들은 이온을 질량 대 전하비에 따라 분류하기 위하여 질량 분석부로 유입되어야 하는데, 이때 이온들을 가속시키고 질량 분석부 내로 집속(focusing)시키기 위해 이온 광학(ion optics) 소자가 이용된다
본 발명의 일 측면에 따라, 질량 분석기에서 이온 집속(focusing)을 위한 추가 렌즈를 설치하지 않고, 돌출된 전극의 형상을 변경함으로써 주입되는 이온들을 전기장에 의해 집속할 수 있도록 구성된 이온 주입기, 이를 포함하는 질량 분석기 및 이를 이용한 이온 집속 방법을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 이온 주입기는, 이온을 통과시키기 위한 제1 영역을 포함하는 제1 전극; 및 상기 제1 전극의 한쪽 끝을 둘러싸도록 배치되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 이때 상기 제2 전극은, 상기 제1 영역과 정렬되어 이온을 통과시키기 위한 제2 영역; 및 상기 제2 영역을 통과하는 이온의 진행 방향을 따라 연장되는 돌출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 질량 분석기는, 제1 챔버 및 제2 챔버; 외부로부터 상기 제1 챔버 내로 이온을 주입하기 위한 제1 영역을 포함하는 제1 전극; 상기 제1 전극의 한쪽 끝을 둘러싸도록 배치되며, 상기 제1 영역과 정렬되어 이온을 통과시키기 위한 제2 영역 및 상기 제2 영역을 통과하는 이온의 진행 방향을 따라 연장되며 상기 제2 영역을 통과하는 이온을 집속시키는 돌출부를 포함하는 제2 전극; 및 상기 제2 영역을 통과하여 상기 돌출부에 의해 집속된 이온을 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버 내로 주입하기 위한 스키머를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 질량 분석기에서 상기 제1 챔버 내의 압력은 외부의 압력보다 낮을 수 있다.
일 실시예에 따른 이온 집속 방법은, 제1 전극 및 상기 제1 전극의 한쪽 끝을 둘러싸도록 배치되며 돌출부를 포함하는 제2 전극을 제공하는 단계; 상기 제2 전극에 전력을 인가하는 단계; 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 내로 이온을 통과시키는 단계; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 통과하는 이온을, 상기 돌출부에 의한 전기장에 의해 집속시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따라, 이온을 주입하기 위한 전극이 이온 진행 방향으로 돌출된 돌출부를 갖도록 함으로써, 돌출부의 전기장에 의하여 이온들을 집속(focusing)할 수 있다.
이와 같이 구성된 이온 주입기는 질량 분석기(mass spectrometer)에서 이온원으로부터 이온이 주입되는 모세관(capillary)에 적용되어, 모세관이 스키머(skimmer) 방향으로 돌출된 돌출부를 갖도록 하여 이온을 스키머의 홀 내로 집속시킬 수 있다. 따라서, 이온 집속을 위한 별도의 렌즈 등을 사용하지 않고도 이온을 집속할 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예들에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 이온 주입기를 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 이온 주입기의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 이온 주입기는 제1 전극(1) 및 제2 전극(2)을 포함할 수 있다. 상기 이온 주입기는 질량 분석기(mass spectrometer)에 분석을 위한 이온을 주입하기 위한 용도 등으로 사용될 수 있다. 또한 상기 이온 주입기에 의하여 주입되는 이온을 가속 및/또는 집속(focusing) 시킬 수 있다.
제1 전극(1)은 이온원 장치로부터 발생된 이온들, 예컨대, 이온화된 시료들이 주입되는 부분이다. 제1 전극(1)은, 이온을 통과시키기 위한 제1 영역(10)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 전극(1)은 일 방향으로 연장되는 형상일 수 있다. 이때, 제1 영역(10)은 상기 일 방향을 따라 제1 전극(1) 내에 형성된 채널일 수 있다. 예컨대, 제1 전극(1)은 속이 비어 있는 모세관(capillary)의 형태일 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 제1 전극(1) 및 제1 전극(1) 내의 제1 영역(10)의 형상은 예시적인 것으로서, 제1 전극(1) 및 제1 영역(10)은 이온을 주입하기에 적당한 다른 형상으로 되어 있을 수도 있다.
제1 전극(1)에는 주입된 이온을 이동 및/또는 가속시키기 위한 전력이 인가될 수 있다. 예컨대, 제1 전극(1)의 양단에 미리 결정된 전압을 인가함으로써, 제1 영역(10)을 통해 이온이 운반될 수 있다. 이를 위하여, 제1 전극(1)은 양쪽 끝 부분(11, 12)이 금속 등의 도전 물질로 이루어지거나 또는 도전 물질로 코팅되어 형성될 수 있다. 한편, 제1 전극(1)에서 양쪽 끝 부분(11, 12)을 제외한 영역은 유리 또는 유전체 등으로 이루어질 수도 있다.
일 예로, 제1 전극(1)의 한쪽 끝 부분(11)에는 약 4 kV의 전압을 인가하고, 다른 쪽 끝 부분(12)에는 약 250 V의 전압을 인가할 수도 있다. 양쪽 끝 부분(11, 12)의 전압차로 인하여, 제1 영역(10)을 통과하는 이온들이 가속될 수 있다.
제2 전극(2)은 제1 전극(1)을 통과한 이온을 집속하기 위한 부분이다. 제2 전극(2)은 제1 전극(1)의 한쪽 끝 부분(12)을 둘러싸도록 위치할 수 있다. 제2 전극(2)은 제2 영역(20) 및 돌출부(21)를 포함할 수 있다. 제2 영역(20)은 이온을 통과시키기 위한 부분으로서, 제1 전극(1)의 제1 영역(10)과 정렬될 수 있다. 예컨대, 제2 영역(20)은 원형, 타원형, 또는 다각형 형상의 홀(hole)일 수도 있다. 제1 전극(1)의 제1 영역(10) 내를 통과해 온 이온들은, 제2 영역(20)을 통하여 제2 전극(2) 역시 통과할 수 있다.
돌출부(21)는, 제2 영역(20)을 통과하는 이온들을 집속하기 위한 부분이다. 돌출부(21)는 제2 영역(20)을 통과한 이온의 진행 방향을 따라 연장될 수 있다. 돌출부(21)에 의한 전기장에 의해, 제2 영역(20)을 통과하여 진행하는 이온들이 집속될 수 있다. 이를 위하여, 돌출부(21)는 금속 또는 다른 적당한 도전 물질로 이루어질 수 있다. 돌출부(21)는 제1 전극(1)의 한쪽 끝 부분(12)과 전기적으로 연결되어 상기 한쪽 끝 부분(12)과 동일한 전력이 인가될 수 있다.
또는, 제1 전극(1)과 제2 전극(2)의 접촉면에 절연체를 삽입하는 등의 방법에 의해 제1 전극(1)과 제2 전극(2)을 전기적으로 분리시키고, 제2 전극(2)에 제1 전극(1)과 별도로 전력을 인가하는 것도 가능하다.
돌출부(21)는 이온 진행 방향에 대해 경사진 면을 포함할 수 있다. 예컨대, 돌출부(21)의 내측면(210)은 이온 진행 방향에 대해 소정의 각도(θ)를 이룰 수 있 다. 도전체의 표면으로부터는 이에 평행하게 등전위선이 생성되는데, 이온은 등전위선에 수직 방향으로 힘을 받아 가속된다. 따라서, 이온들은 돌출부(21)의 내측면(210)에 대해 수직한 방향으로 가속되므로, 중앙 부분으로 집속되게 된다.
이때 돌출부(21)의 내측면(210)과 이온 진행 방향의 각도(θ)에 따라 집속되는 이온들의 초점(focal point)이 변화하므로, 상기 각도(θ)는 집속하고자 하는 이온 빔의 특성에 따라 적절히 결정될 수 있다. 또한, 돌출부(21)에 인가된 전력에 의해서도 집속되는 이온들의 초점이 변화하게 된다. 이는 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 후술한다.
도 2에 도시된 실시예에서는 원형 홀 형상의 제2 영역(20)을 둘러싸고 돌출부(21)가 제2 영역(20)의 외주부를 따라 돌출되는 형상으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것으로서 제2 영역(20) 및 돌출부(21)는 각각 이온의 토출 및 집속을 위한 다른 적당한 형상을 가질 수도 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 이온 주입기를 질량 분석기에 응용한 형태를 도시한 개략도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 질량 분석기는 하나 이상의 챔버(5, 6, 7)를 포함할 수 있다. 이온의 질량 분석은 진공 중에서 또는 가능한 압력이 낮은 상태에서 수행하는 것이 바람직하므로, 각 챔버(5, 6, 7)의 배기부(50, 60, 70)를 통하여 기체를 배기함으로써 각 챔버(5, 6, 7) 내의 압력을 감소시킬 수 있다. 도 3에 도시된 각 구성요소의 크기는 실시예들의 이해를 위하여 확대 또는 축소된 것 으로서, 질량 분석기의 각 구성 요소의 실제 크기를 나타내는 것이 아니라는 점이 당업자에게 이해될 것이다.
일 실시예에 따른 이온 주입기는 제1 전극(1) 및 제2 전극(2)을 포함하며, 질량 분석기에서 제1 챔버(5)와 이온원(4)의 사이에 위치할 수 있다. 제1전극(1) 및 제2 전극(2) 각각의 구성은 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 것과 동일하므로 자세한 설명을 생략한다. 상기 이온 주입기는 이온원(4)으로부터 발생된 이온들을 제1 챔버(5) 내로 주입하는 역할을 할 수 있다. 예컨대, 이온원(4)은 이온화 방출기{electrospray ionization (ESI) emitter}일 수도 있다. 이때 이온 주입기에 인가된 전력에 의하여 주입되는 이온들을 가속시킬 수도 있다.
이온 주입기에 의하여 제1 챔버(5) 내로 주입된 이온들은, 스키머(skimmer)(3)를 통하여 다음 제2 챔버(6)로 주입될 수 있다. 제2 챔버(6)는 질량 분석부(61)에 의하여 전하를 질량 대 전하비에 따라 분류하기 위한 부분이다. 정확한 질량 분석을 위하여, 제2 챔버(6)는 전술한 제1 챔버(5)에 비해 상대적으로 더 낮은 압력을 갖도록 구성될 수도 있다. 스키머(3)는 제1 챔버(5)로 주입된 이온들을 제2 챔버(6)로 전달하기 위한 부분으로서, 예컨대 홀(30)을 갖는 하나 이상의 원뿔의 형상으로 되어 있을 수 있다. 또한 각 원뿔은 중심 부분이 제1 챔버(5) 방향으로 돌출되어 있을 수도 있다.
전술한 바와 같이, 이온 주입기를 통과해 온 이온들은 제2 전극(2)에 의하여 집속될 수 있다. 이때, 이온 주입기는 제2 전극(2)에 의해 집속된 이온들이 스키머(3)의 홀(30) 내를 통과하도록 배치될 수 있다. 따라서 홀(30)을 통해 이온들이 제2 챔버(6)로 주입될 수 있다.
전술한 이온원(4)은 질량 분석기 외부에 위치하므로 대기압에 놓여져 있다. 그러므로 이온원(4)에서 발생되어 대기압으로 중성 가스 밀도가 높은 공간을 이동중인 전기장에 의해 이동을 집속시키는 것은 어렵다. 또한, 외부로부터 제1 챔버(5) 내로 이온을 주입하기 위한 이온 주입기의 내부 역시 대기압과 같이 높은 압력을 갖게 되어, 이온 주입기 내부에서 이온을 집속시키는 것은 어렵다.
상대적으로 압력이 낮은 제1 챔버(5) 내에서는 중성 가스의 압력이 감소되므로 전기장에 의하여 이온을 집속시키는 것이 용이하다. 따라서, 제1 챔버(5) 내에서 이온 주입기 외부에서 이온을 집속시킬 수 있다. 그러나, 이온 주입기와 스키머(3)는 통상 약 2 내지 약 3 mm 정도의 간격으로 서로 인접하여 위치하기 때문에, 그 사이에 이온 집속을 위한 추가적인 렌즈 등을 설치하기는 어렵다.
따라서 전술한 실시예에서는, 이온 주입기의 형상을 변경하여 이온 주입기가 이온의 집속을 위해 돌출된 제2 전극(2)을 갖도록 하였다. 따라서, 이온 주입기의 제2 전극(2)에 의하여 이온들이 집속될 수 있으므로, 이온 집속을 위한 별도의 렌즈 등을 사용하지 않아도 되는 이점이 있다.
질량 분석부(61)는 공지된 다양한 방법에 의하여 이온들을 질량 대 전하비에 따라 분류하기 위한 장치이다. 질량 분석부(61)는 질량 분석 원리에 따라 사중극자(quadrupole) 또는 육중극자(hexapole) 형태의 질량 분석관 또는 충돌관(collision cell), 비행 시간형(time of flight; TOF) 질량 분석관, 이온 사이클로트론 공명(ion cyclotron resonance; ICR) 질량 분석관 등 다양한 형태로 구성될 수 있으며 특정 구성에 한정되지 않는다. 또한 질량 분석부(61)는 복수 개의 구성 요소를 포함할 수도 있으며, 예컨대 육중극자 질량 분석관, 사중극자 질량 분석관, 및 육중극자 충돌관이 순차적으로 배치된 구성을 가질 수도 있다.
한편 도 3에 도시된 챔버(5, 6, 7)의 형태 및 개수는 예시적인 것으로서, 각 챔버(5, 6, 7)가 복수 개의 챔버들로 구성되거나 또는 상기 챔버(5, 6, 7) 중 복수 개가 하나의 챔버로 구성되는 것도 가능하다.
질량 분석부(61)에 의해 전하 대 질량비에 따라 분류된 이온들은 다음 챔버(7)의 검출부(71)로 전달될 수 있다. 검출부(71)는 마이크로 채널 플레이트(microchannel plate; MCP) 등과 같이 이온을 검출할 수 있는 장치를 포함할 수 있으며, 전술한 질량 분석부(61)와 마찬가지로 공지된 다양한 구성에 의하여 구현될 수 있고 특정 구성에 한정되지 않는다.
도 4는 도 3에 도시된 질량 분석기에서 이온 주입기 부분의 확대 단면도이다.
도 4를 참조하면, 이온 주입기의 제2 전극(2)과 인접하여 스키머(3)가 위치할 수 있다. 이때, 제2 전극(2)의 제2 영역(20)은 스키머(3)의 홀(30)과 정렬될 수 있다. 또한, 언급한 바와 같이, 제2 전극(2)의 제2 영역(20)은 제1 전극(1)의 제1 영역(10)과 정렬될 수 있다.
결과적으로, 제1 영역(10)을 통과해 온 이온들은 제2 영역(20)을 통과하여 스키머(3)의 홀(30)로 주입될 수 있다. 이때, 제2 전극(2)의 돌출부(21)는 전기장에 의하여 이온들을 홀(30) 내로 집속시키는 역할을 할 수 있다. 돌출부(21)에 의 해 집속되는 이온 빔의 초점은 돌출부(21)의 내측면(210)과 이온 진행 방향이 이루는 각도(θ) 및 돌출부(21)에 인가된 전력 등에 따라 조절될 수 있다. 따라서, 상기 각도(θ) 및 돌출부(21)에 인가되는 전력은 집속하고자 하는 이온 빔의 특성에 기초하여 적절히 결정될 수 있다.
도 5a 내지 5c는 실시예들에 따른 이온 조절기에서 돌출부의 각도에 따른 전산 모사 결과를 도시한 도면이다. 도 5a 내지 5c는 각각 돌출부의 내측면과 이온 진행 방향의 각도가 약 0°, 약 15° 및 약 31° 인 경우 돌출부에 의한 전기장의 등전위선 및 이에 의해 집속된 이온들의 진행 경로를 도시한다. 이때, 돌출부에는 약 143 V의 전압이 인가되었다. 도시되는 바와 같이, 돌출부의 내측면의 각도에 따라 집속된 이온들의 초점 거리가 변화하는 것을 확인할 수 있다.
도 6a 내지 6d는 실시예들에 따른 이온 조절기에서 돌출부에 인가되는 전압에 따른 전산 모사 결과를 도시한 도면이다. 도 6a 내지 6d는 각각 돌출부에 인가되는 전압이 약 23 V, 약 43 V, 약 143 V 및 약 203 V인 경우의 돌출부에 의한 전기장의 등전위선 및 이에 의해 집속된 이온들의 진행 경로를 도시한다. 이때, 돌출부의 내측면은 이온 진행 방향에 대해 약 15°의 각도를 이루도록 구성되었다. 도시되는 바와 같이, 돌출부에 인가되는 전압이 변화함에 따라 집속된 이온들의 초점 거리가 변화하는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로 부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 이온 주입기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이온 주입기의 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 이온 주입기를 포함하는 질량 분석기의 개략도이다.
도 4는 도 3에 도시된 질량 분석기의 일 부분의 확대 단면도이다.
도 5a 내지 5c는 실시예들에 따른 이온 조절기에서 돌출부의 각도에 따른 전산 모사 결과를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 6d는 실시예들에 따른 이온 조절기에서 돌출부에 인가되는 전압에 따른 전산 모사 결과를 도시한 도면이다.

Claims (11)

  1. 이온을 통과시키기 위한 제1 영역을 포함하는 제1 전극; 및
    상기 제1 전극의 한쪽 끝을 둘러싸도록 배치되는 제2 전극을 포함하되,
    상기 제2 전극은,
    상기 제1 영역과 정렬되어 이온을 통과시키기 위한 제2 영역; 및
    상기 제2 영역을 통과하는 이온의 진행 방향을 따라 연장되는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 돌출부는, 상기 제2 영역을 통과하는 이온의 진행 방향에 대해 경사진 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 경사진 면은 상기 제2 전극의 내측면인 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 전극에 전력이 인가되며, 상기 돌출부에 의한 전기장에 의해 상기 제2 영역을 통과하는 이온이 집속되는 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극은 일 방향으로 연장되며,
    상기 제1 영역은 상기 일 방향을 따라 상기 제1 전극 내에 형성된 채널인 것을 특징으로 하는 이온 주입기.
  7. 제1 챔버 및 제2 챔버;
    외부로부터 상기 제1 챔버 내로 이온을 주입하기 위한 제1 영역을 포함하는 제1 전극;
    상기 제1 전극의 한쪽 끝을 둘러싸도록 배치되며, 상기 제1 영역과 정렬되어 이온을 통과시키기 위한 제2 영역 및 상기 제2 영역을 통과하는 이온의 진행 방향을 따라 연장되며 상기 제2 영역을 통과하는 이온을 집속시키는 돌출부를 포함하는 제2 전극; 및
    상기 제2 영역을 통과하여 상기 돌출부에 의해 집속된 이온을 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버 내로 주입하기 위한 스키머를 포함하되,
    상기 제1 챔버 내의 압력은 외부의 압력보다 낮은 것을 특징으로 하는 질량 분석기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 돌출부는, 상기 제2 영역을 통과하는 이온의 진행 방향에 대해 경사진 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 질량 분석기.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 경사진 면은 상기 제2 전극의 내측면인 것을 특징으로 하는 질량 분석기.
  10. 제1 전극 및 상기 제1 전극의 한쪽 끝을 둘러싸도록 배치되며 돌출부를 포함 하는 제2 전극을 제공하는 단계;
    상기 제2 전극에 전력을 인가하는 단계;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 내로 이온을 통과시키는 단계; 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 통과하는 이온을, 상기 돌출부에 의한 전기장에 의해 집속시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 집속 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 전기적으로 연결되며,
    상기 제2 전극에 전력을 인가하는 단계는, 상기 제1 전극에 전력을 인가함으로써 상기 제2 전극에 전력을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 집속 방법.
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