KR20210064419A - 분광 분석을 위한 유전체 배리어 방전 이온화 소스 - Google Patents

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Abstract

이온화 디바이스는 유전체 층이 코팅된 전도성 부재를 구비하는 제1 전극을 포함한다. 이온화 디바이스는 또한 제1 전극에 인접하여 제1 전극을 따라서 적어도 부분적으로 연장하는 가시 모양 돌기를 포함한다. 이온화 디바이스는 제1 전극에 인접하여 배치된 전도성 세그먼트들을 구비하는 제2 전극을 또한 포함한다. 전도성 세그먼트들의 각각은 각각의 접촉 위치에서 가시 모양 돌기를 접촉한다. 제1 전극의 유전체 층은 가시 모양 돌기와 제2 전극으로부터 제1 전극의 전도성 부재를 분리한다. 이온화 디바이스는 제1 전극과 제2 전극의 각각의 크로싱에 대응하는 플라즈마 발생 위치들을 생성하도록 구성된다.

Description

분광 분석을 위한 유전체 배리어 방전 이온화 소스{DIELECTRIC BARRIER DISCHARGE IONIZATION SOURCE FOR SPECTROMETRY}
본 출원은 그 내용이 그 전체에 있어서 참조에 의해 본원에 통합되는 2013년 11월 26일 출원된 미국 특허 가출원 제61/908,887호에 대해 우선권을 주장한다.
이온 이동도 분석법(IMS)은 그 구성성분 이온들의 비산 시간 분석(time-of-flight analysis)을 통한 샘플 가스의 조성을 측정하도록 사용된다. 이러한 것을 달성하기 위하여, 샘플 가스의 중성 원자(neutral atom)들은 중성 원자 또는 분자로부터 2차 전자 유리(secondary electron liberation) 및 일차 양(+) 이온들의 생성을 유발하는 강력한 전자들에 의한 직접적인 폭격; (-) 이온들을 생성하는 중성 원자 또는 분자들로의 저에너지 전자들의 어태치먼트(attachment); 이온들과 중성 원자 또는 분자들 사이의 화학 반응 및 하전 교환; 및 하전된 입자들 사이의 재결합 공정을 포함하는 이온화 공정을 받는다. 이온들의 조성이 안정화된 후에, 이온들은 균질의 전기장을 사용하여 규칙적인 간격으로 있는 드리프트 튜브의 드리프트 영역으로 나아간다. 드리프트 영역 내에 있으면, 그 상이한 이동도 및 결과적인 화학적 본질이 그 이온 전하, 이온 질량 및 이온 형상에 기초하여 결정된다.
이온화 디바이스는 유전체 층이 코팅된 전도성 부재를 포함하는 제1 전극을 포함한다.
이온화 디바이스는 제1 전극에 인접하여 적어도 부분적으로 제1 전극을 따라서 연장하는 가시 모양 돌기(spine)를 또한 포함한다. 이온화 디바이스는 제1 전극에 인접하여 배치된 전도성 세그먼트들을 포함하는 제2 전극을 추가로 포함한다. 전도성 세그먼트들의 각각은 각각의 접촉 위치에서 가시 모양 돌기를 접촉한다. 제1 전극의 유전체 층은 가시 모양 돌기와 제2 전극으로부터 제1 전극의 전도성 부재를 분리한다. 이온화 디바이스는 제1 전극과 제2 전극의 각각의 크로싱(crossing)에 대응하는 플라즈마 발생 위치들을 생성하도록 구성된다.
이러한 요약은 발명의 상세한 설명에서 다음에 추가로 설명되는 간략화된 형태로 개념의 선택을 소개하도록 제공된다. 이러한 요약은 청구된 요지의 핵심 특징 또는 본질적인 특징을 확인하도록 의도되지 않거나, 또는 청구된 요지의 범위를 결정하는 것을 돕는 것으로서 사용되도록 의도되지 않는다.
발명의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 설명 및 도면 중의 다른 예에서 동일한 도면부호의 사용은 유사 또는 동일한 물품을 지시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서 이온화 디바이스를 포함하는 IMS 디바이스의 측단면도.
도 2a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서 도 1에 도시된 IMS 디바이스와 같은 IMS 디바이스를 위한 이온화 디바이스의 부분 측단면도.
도 2b는 도 2a에 도시된 이온화 디바이스의 부분 단부 단면도(partial cross-sectional end view).
도 2c는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서 이온화 디바이스가 도포된 전도성 재료를 구비한 비전도성 지지재를 구비하는 전도성 지지부(conductive support)를 포함하는, 도 1에 도시된 IMS 디바이스와 같은 IMS 디바이스를 위한 이온화 디바이스의 부분 단부 단면도.
도 2d는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서 이온화 디바이스가 전도성 지지부를 부분적으로 포위하는 다중 유전체 코팅 전극(multiple dielectric coated electrode)들을 포함하는, 도 1에 도시된 IMS 디바이스와 같은 IMS 디바이스를 위한 이온화 디바이스의 부분 단부 단면도.
도 2e는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서 이온화 디바이스가 코일 전극의 외부에 위치된 전도성 지지부를 포함하고, 코일 전극이 전도성 지지부의 전도성 표면과의 외부 평행 접촉부(external parallel contact)들을 가지는, 도 1에 도시된 IMS 디바이스와 같은 IMS 디바이스를 위한 이온화 디바이스의 부분 측단면도.
도 3a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서 이온화 디바이스가 평면 형태를 가지는, 도 1에 도시된 IMS 디바이스와 같은 IMS 디바이스를 위한 이온화 디바이스를 도시하는 평면도.
도 3b는 도 3a에 도시된 이온화 디바이스의 부분 측단면도.
도 3c는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라서 이온화 디바이스가 분기된 평면 전극(branched planar electrode)에 의해 한정된 다수의 구멍(aperature)들을 구비한 평면 형태를 가지는, 도 1에 도시된 IMS 디바이스와 같은 IMS 디바이스를 위한 이온화 디바이스를 도시하는 평면도.
이온화 공정의 초기 부분을 위해 요구되는 일차(primary) 전자들은 니켈 동위원소 63Ni와 같은 방사성 β-입자 소스; 증발로 인하여 제한된 수명을 가지는 가열된 전극으로부터의 전자들의 열이온 방사; 및 직류(DC) 또는 교류(AC) 코로나 방전 현상을 사용하여 뾰족한 지점들, 가장자리들 또는 미세 와이어들로부터의 전기장 방사에 의해 전형적으로 제공된다. 그러나, 코로나 방전 기술은 일반적으로 이온 폭격으로부터의 부식으로 인하여 빈약한 점화 안정성 및 제한된 수명울 겪는다. 따라서, 방사성 소스를 제거하고 노화 효과를 감소시키거나 또는 최소화하며 IMS 시스템에서 안정성을 개선할 수 있는 디바이스, 시스템 및 기술들이 설명된다. 시변전압(time variable voltage)에 의해 편향된 유전체에 의해 서로 절연된 2개 이상의 전극들을 포함하는 이온화 디바이스가 제공된다. 샘플 가스와 반응제는 이온화 디바이스의 부근으로 분사될 때 이온화된다. 높은 교류 전압 여기는 유전체 배리어 방전을 통하여 이온화 플라즈마를 발생시키도록 사용되며, 이러한 것은 차례로 그 드리프트 움직임의 측정을 통한 샘플 분석을 위하여 반응제 및 샘플 가스 모두로부터 이온들을 생성한다. 이온화 디바이스는 동시에 점화된 다수의 플라즈마 발생 위치들에 대응하는 다수의 상호 전극(mutual electrode) 크로싱을 제공하며, 플라즈마 위치들은 병렬 전기 연결을 가로질러 여자된다(energized). 일부 실시예들에서, 유리 코팅(즉, 유리 코팅 와이어)의 형태를 하는 유전체에 의해 절연된 제1 전극은 미세 와이어의 코일의 형태를 하는 제2 전극에 의해 금속 지지봉과 함께 감싸진다. 제1 유리 코팅 전극과의 크로싱들에서, 제2 전극의 각 개별 루프는 플라즈마 점화에 적절한 집중 전기장의 2개의 스팟(spot)들을 생성한다. 전극들은 일련의 교류 전압 버스트(alternating voltage burst)에 의해 여자되고 관심 이온(ion of interest)들이 게이트를 향하여 드리프트하도록 게이트 전극에 대해 편향될 수 있다.
대체로 도 1 내지 도 3c를 참조하여, 이온 이동도 분석 디바이스(100)가 설명된다. 본 발명의 실시예들에서, IMS 디바이스(100)는 관심 샘플로부터 가스 및/또는 증기를 이온화하도록 사용된다. 예를 들어, 플라즈마는 전극(102)과 전극(104) 사이에서 유전체 배리어 방전에 의해 발생되고, 샘플을 이온화하도록 사용된다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 예시적인 IMS 디바이스(100)는 이온화 디바이스(108)를 구비한 이온화 챔버(106)를 포함한다. 이온화 챔버(106)는 전극(110)과 이온 게이트(112)의 게이트 전극(112A) 사이에 형성된다. 이러한 방식으로, 전극(110)과 게이트 전극(112A)은 내부 전기장(E1)을 한정한다. IMS 디바이스(100)는 적층된 전극(1161-l16N)을 포함하는 드리프트 채널(114)을 또한 포함하며, 각 전극은 전극에 형성된 구멍을 가진다. 드리프트 채널(114)은 또한 그리드 전극(118), 접지 전극(120), 게이트 전극(112A), 및 다른 게이트 전극(112B)을 포함한다. 전극들은 유전체 스페이스(122)들에 의해 서로로부터 분리된다. 이러한 방식으로, 드리프트 채널(114)은 수집기 전극(124)에서 수집된 이온들의 비산 시간 분석을 위하여 대체로 균질한 내부 전기장(E2)을 제공하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 드리프트 채널(114)은 지름이 약 2 mm 내지 50 mm이며, 길이가 약 20 mm 내지 약 200 mm이다. 그러나, 이러한 범위들은 단지 예의 방식으로 제공되며, 본 발명을 제한하는 것을 의미하지 않는다. 다른 실시예에서, 드리프트 채널(114)은 다른 지름(예를 들어, 2 mm 미만 또는 50 mm보다 큰) 및/또는 다른 길이(예를 들어, 20 mm 미만 또는 200 mm보다 큰)를 가질 수 있다.
한 세트의 직렬로 연결된 저항(126)들을 포함하는 분압기는 전원(예를 들어, 직류(DC) 고압(HV) 전원 공급부(128))에 의해 공급된 전압을 받는다. 본 발명의 실시예들에서, 분압기는 드리프트 채널(114)의 내부 전기장(E2)에 균질성을 제공하도록 게이트 전극(112B), 적층된 전극(1161-l16N), 그리드 전극(118), 및 수집기 전극(124)에 선형으로 증가하는 전위를 제공하며, 이러한 것은 대략 센티미터당 수백 볼트(V/cm)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 전원 공급부(128)의 극성은 스위칭 가능하다(예를 들어, 반대로 하전된 이온들의 분석을 용이하게 하도록).
드리프트 채널(114)의 내부 전기장(E2)에 비교하여, 이온화 챔버(106)의 내부 전기장(E1)은 전극(110)과 게이트 전극(112A) 사이의 전압차와 거리에 의해 한정된다. 예를 들어, 전극(110)과 게이트 전극(112A)은 DC HV 전원 공급부(130)와 같은 전원에 연결된다. 일부 실시예들에서, 이온화 챔버(106)의 내부 전기장(E1)은 약 20 V/cm 내지 약 500 V/cm이다. 예를 들어, 내부 전기장(E1)은 약 50 V/cm 내지 약 300 V/cm이다. 또한, 내부 전기장(E1)은 내부 전기장(E2)과 동일한 배향을 가지며, 이온 여기를 제공하도록 내부 전기장(E2)보다 작거나 또는 클 수 있다. 전원 공급부(128 및 130)들이 별개로 도시되고 설명되었지만, 일부 실시예들에서, 단일 전기 공급부가 전원 공급부(128 및 130)들 대신에 제공될 수 있다는 것을 또한 유념하여야 한다.
도 2a 및 도 2b를 지금 참조하여, 이온화 디바이스(108)는 유전체 층(102A)에 의해 서로로부터 분리된 전극(102 및 104)들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 이온화 디바이스(108)는 전선관(146)을 통해 이온화 챔버(106) 내로 연장한다. 이온화 디바이스(108)는 제1 전극(102)에 기계적인 지지를 제공하는 전도성, 반전도성, 또는 비전도성 가시 모양 돌기(132)(예를 들어, 지지 금속봉 또는 튜브)를 또한 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 전극(102)은 유전체 층(102A)(예를 들어, 수십 미크론 두께의 얇은 유리층)이 코팅된 전도성 부재(예를 들어, 약 0.1 mm의 얇은 텅스텐 와이어)로 만들어진다. 가시 모양 돌기(132)는 제1 전극(102)에 인접하여 제1 전극을 따라서 적어도 부분적으로 연장한다. 일부 실시예들에서, 유전체 층(102A)에 의해 절연된 제1 전극(102)은 가시 모양 돌기(132)와 직접 물리적으로 접촉한다. 예를 들어, 제1 전극(102)은 제2 전극(104)에 의해 가시 모양 돌기(132)에 기계적으로 연결된다. 도 2e에 도시된 실시예에서, 가시 모양 돌기(132)는 코일 전극(104)의 외부에 위치되고, 코일 전극(104)은 가시 모양 돌기(132)와의 외부 평행 접촉부들을 가진다.
가시 모양 돌기(132)는 각각의 접촉 위치에서 제2 전극(104)의 다수의 전도성 세그먼트들(예를 들어, 루프들)을 전기적으로 접촉한다. 일부 실시예들에서, 제2 전극(104)은 제1 전극(102)(그리고 가능하게 가시 모양 돌기(132))를 포위하는(예를 들어, 주위를 감싸는) 수십 미크론의 지름의 얇은 와이어로 형성된다. 예를 들어, 제2 전극(104)은 적어도 대략 0.025 mm 내지 50 mm의 연속적인 턴(turn)들 사이의 피치를 갖는 다수의 루프들을 포함한다. 본 발명의 실시예들에서, 제2 전극(104)은 낮은 화학 반응성, 낮은 스퍼터링 속도, 및/또는 낮은 작업 기능을 갖는 하나 이상의 금속 및/또는 합금(예를 들어, 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 탄탈(Ta), 로듐(Rh), 탄화니켈(Ni3C) 등)을 포함한다.
분석을 위한 분해(analyte) 가스 또는 증기의 이온화는 몇 단계로 진행한다. 이온화는 이온화 디바이스(108)의 전극(102 및 104)들에 인가된, 규칙적 또는 임의적 시간 분해능 반복성(time resolved repetition)을 갖는 사인 곡선, 삼각형, 직사각형 또는 다른 임의의 형태의 짧은 버스트(short burst) 가변 전압으로 시작한다. 일부 실시예들에서, 짧은 전압 버스트는 약 500V 내지 약 10,000V(예를 들어, 약 1,000V 내지 약 5,000V)의 진폭을 가진다. 또한, 인가된 전압은 약 10 MHz 미만(예를 들어 약 10 kHz 내지 약 5 MHz)의 주파수로 교번할 수 있다. 인가된 전압은 전극(102 및 104)들의 크로싱에 근접한 영역에서 강한 가변 전기장을 생성한다. 가변 전기장이 임계값을 초과할 때, 유전체 배리어 방전은 점화되어 코로나를 생성한다. 코로나는 무작위로 존재하는 전자들이 주위의 가스 및/또는 증기의 원자 또는 분자의 이온화 에너지보다 큰 에너지로 차후 충돌(subsequent collision)들 사이에서 가속될 때 생성된다. 방전 동안, 유전체 배리어는 연속으로 하전되고, 전기장을 약하게 하고, 이는 차례로 이온화 공정의 짧은 종결(brief termination)을 유발한다. 코로나의 존재시에, 일차 양(+) 이온들과 일차 음(-) 이온들은 각각 전자 폭격 또는 어태치먼트에 의해 발생된다.
분해 가스 및/또는 증기들은 IMS 디바이스(100)의 단부에 위치될 수 있는 입구(134)를 통해 이온화 챔버(106) 내부의 이온화 디바이스(108)의 부근으로 도입된다. 캐리어 가스(예를 들어, 마른 공기)는 또 다른 입구(136)를 통하여 드리프트 채널(114)의 이온 검출 단부로 공급된다. 일부 실시예들에서, 분해물질(analytes)로부터 이온화된 원자 및/또는 분자의 수율을 증가시키도록, 일차 이온에 대하여 보다 높은 전자 또는 프로톤 친화도의 반응제는 이온화 챔버(106) 내로 캐리어 가스와 혼합물의 형태로 분사된다(예를 들어, 입구(134) 및/또는 다른 입구(138)를 통하여). 일부 실시예들에서, 출구(140)가 또한 이온화 챔버(106)에 제공된다.
전자 폭격, 화학제 이온화, 어태치먼트 공정(attachment processes) 등에 의해 생성된 이온 구름(ion cloud)으로부터 이온들은 전극(110) 또는 게이트 전극(112A)을 향하여 그 극성에 따라 드리프트한다. 본 발명의 실시예들에서, 드리프트 채널(114)로부터 이온화 챔버(106)를 분리하는 이온 게이트(112)는 얇은 유전체(122A)(예를 들어, 대략 수십 미크론의 두께를 가지는)에 의해 서로로부터 절연된 2개의 밀접하게 위치된 그리드형 게이트 전극(112A 및 112B)들을 포함한다. "닫힌" 상태에서, 게이트 전극(112A 및 112B)들에 인가된 전압은 드리프트 채널(114)의 내부 전기장(E2)과 이온화 챔버(106)의 전기장(E1) 양자에 대하여 반대 배향의 방사상 성분을 갖는 전기장을 전극들 사이에서 생성한다. 일부 실시예들에서, 게이트 전극(112A 및 112B)들 사이의 전압차는 그 기하학적 형태에 의존하여 대략 수십 볼트이다.
이온 게이트(112)는 필요한 극성을 가지는 펄스에 의해 짧은 시간(예를 들어, 50 마이크로초)(50 μsec) 내지 300 마이크로초(300 μsec) 동안 "개방"된다. 일부 실시예들에서, 펄스는 이온 게이트(112)에 근접한 이온화 챔버(106)의 영역에 도달하도록 필요한 양의 분해 이온들을 허용하도록 플라즈마 트리거(plasma trigger)에 대하여 지연된다. 플라즈마 트리거는 예를 들어 HV 펄스 발생기(142)에 의해 공급될 수 있다. 일부 실시예들에서, 펄스 지연은 이온화 챔버(106)의 치수, 발생된 이온의 반응 속도, 전기장(E1), 및 이온 이동도에 의존하여 약 0 밀리초((0 msec) 내지 10 밀리초(0 msec)(예를 들어, 약 0.5 밀리초(0.5 msec) 내지 3 밀리초(3 msec)이다. 이온들은 이온 게이트(112)가 개방하는 순간으로부터 수집기 전극(124)에 도달하는 시간까지의 그 비산 시간을 분석하는 것에 의해 확인된다. 예를 들어, 검출기(144)는 그 각각의 비산 시간에 기초하여 하나 이상의 이온들을 확인하도록 사용된다.
도 2c를 지금 참조하여, 일부 실시예들에서, 가시 모양 돌기(132)는 전도성 재료(132A)가 도포되는 비전도성 지지재(예를 들어(지지봉 또는 튜브)를 포함한다. 예를 들어, 전도성 재료(132A)의 스트립은 가시 모양 돌기(132)의 비전도성 지지재와 제1 전극(102) 사이에 배치된다. 다른 실시예들에서, 가시 모양 돌기(132)는 금속화된(또는 부분적으로 금속화된) 표면을 구비한 비전도성 지지재를 포함한다.
도 2d를 참조하여, 일부 실시예들에서, 플라즈마 발생 위치들은 다중 유전체 코팅 전극(102)들을 사용하여 제공된다. 일부 실시예들에서, 가시 모양 돌기(132)는 전극(102)들에 의해 부분적으로 둘러싸일 수 있다. 이러한 구성에서, 제2 전극(104)은 다수의 제1 전극(102)들(및 가능하게 가시 모양 돌기(132))을 둘러싼다.
지금 도 3a 내지 도 3c를 참조하여, 이온화 디바이스(108)는 평면 전극들을 구비한 평면 구성을 사용하여 또한 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 평면 전극을 포함하는 전도성 부재는 기판(148) 상에 위치되고, 유전체 층(102A)에 의해 밀봉된다. 이 실시예에서, 제2 전극(104)은 제1 전극(102)의 다수의 크로싱들을 구비한 제2 분기된 평면 전극을 포함하며, 국부적으로 강화된 전기장은 동시에 유전체 배리어 방전을 기동한다. 도 3c를 참조하여, 제2 평면 전극(104)은 단일 구멍(150) 또는 구멍(15)들의 매트릭스를 한정하고, 여기에서 플라즈마는 또한 동시에 발생된다. 이러한 실시예들에서, 평면 이온화 구성요소들이 적층, 진공 증착 기술 등에 의해 제조될 수 있다.
본 발명이 구조적 특징 및/또는 방법론적 행위에 대해 특정한 언어로 설명되었을지라도, 첨부된 청구항들에 한정된 본 발명은 기술된 특정 특징 또는 작용에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다양한 각종이 장치, 시스템, 서브시스템을 설명하였을지라도, 구성요소 등은 본 발명으로부터 벗어남이 없이 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 오히려, 특정 특징 및 작용은 청구된 발명을 구현하는 예시적인 형태로서 개시된다.

Claims (14)

  1. 이온화 디바이스로서,
    기판;
    상기 기판 위에 위치하는 제1 평면 전극; 및
    제2 평면 전극;을 포함하되
    유전체 층은 상기 제1 평면 전극과 상기 제2 평면 전극을 분리하고
    상기 이온화 디바이스는 상기 제1 평면 전극과 상기 제2 평면 전극 사이에 국부적으로 강화된 전기장에 대응하는 복수개의 플라즈마 생성 위치를 만들어내도록 구성된 것을 특징으로 하는 이온화 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 평면 전극은,
    내부에서 상기 국부적으로 강화된 전기장이 발생하는 영역인 상기 제1 평면 전극의 다수의 크로싱을 공급하기 위하여, 분기 또는 구멍 중의 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온화 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 평면 전극은 분기된 것을 특징으로 하는 이온화 디바이스.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 평면 전극은 단일 구멍 또는 구멍들의 매트릭스를 정의하는 것을 특징으로 하는 이온화 디바이스.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 국부적으로 강화된 전기장은 동시에 유전체 배리어 방전을 기동하는 것을 특징으로 하는 이온화 디바이스.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 평면 전극은
    상기 유전체 층에 의해 기판 상부에 밀봉되는 것을 특징으로 하는 이온화 디바이스.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이온화 디바이스의 평면 성분은 라미네이션 또는 진공 증착 기술에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 이온화 디바이스.
  8. 이온 이동도 분석(IMS) 디바이스로서,
    관심 가스 또는 증기 중 적어도 하나를 이온화하기 위한 이온화 챔버;
    기판, 상기 기판 위에 위치하는 제1 평면 전극 및 제2 평면 전극을 포함하되, 유전체 층은 상기 제1 평면 전극과 상기 제2 평면 전극을 분리하고, 상기 제1 평면 전극과 상기 제2 평면 전극 사이에 국부적으로 강화된 전기장에 대응하는 복수개의 플라즈마 생성 위치를 만들어내도록 구성된 이온화 디바이스;
    상기 이온화 챔버와 유체 연통하는 드리프트 채널;
    상기 이온화 챔버로부터 상기 드리프트 채널로의 접근을 선택적으로 제공하기 위해 상기 이온화 챔버와 상기 드리프트 채널 사이에 배치된 게이트; 및
    상기 게이트 맞은편에 상기 드리프트 채널의 단부에 배치되며, 관심 가스 또는 증기 중 적어도 하나로부터 이온들을 수집하기 위한 수집기 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 이동도 분석(IMS) 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 평면 전극은
    내부에서 상기 국부적으로 강화된 전기장이 발생하는 영역인 상기 제1 평면 전극의 다수의 크로싱을 공급하기 위하여, 분기 또는 구멍 중의 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 이동도 분석(IMS) 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 평면 전극은 분기된 것을 특징으로 하는 이온 이동도 분석(IMS) 디바이스.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 평면 전극은 단일 구멍 또는 구멍들의 매트릭스를 정의하는 것을 특징으로 하는 이온 이동도 분석(IMS) 디바이스.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 국부적으로 강화된 전기장은 동시에 유전체 배리어 방전을 기동하는 것을 특징으로 하는 이온 이동도 분석(IMS) 디바이스.
  13. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 평면 전극은
    상기 유전체 층에 의해 기판 상부에 밀봉되는 것을 특징으로 하는 이온 이동도 분석(IMS) 디바이스.
  14. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이온화 디바이스의 평면 성분은 라미네이션 또는 진공 증착 기술에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 이온 이동도 분석(IMS) 디바이스.
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