SU786686A1

SU786686A1 - Source of secondary ions

Info

Publication number: SU786686A1
Application number: SU792802892A
Authority: SU
Inventors: Г.Д. Танцырев; Е.Н. Николаев
Original assignee: Ордена Ленина Институт Химической Физики Ан Ссср
Priority date: 1979-07-27
Filing date: 1979-07-27
Publication date: 1985-08-15

Abstract

ИСТОЧНИК ВТОРИЧНЫХ ИОНОВ, соедин ющий держатель образца с нагревателем , систему электродов и выводные щели, отличающийс тем, что, с целью снижени примесей в пучке ионов путем уменьшени загр знени поверхности образца адсорбированными молекулами остаточных газов, введен экран, охватьгаающий источник,:и средство охлаждени его до криогенных температур.A SOURCE OF SECONDARY IONS connecting the sample holder with a heater, an electrode system and lead gaps, characterized in that, in order to reduce impurities in the ion beam by reducing the sample surface contamination with adsorbed residual gas molecules, a shield is introduced, including a source,: and cooling means its up to cryogenic temperatures.

Description

2 ,2,

sjsj

0000

0д 1 Изобретение OTIIOCVITCH к масс--с.пек ррметрии, в частности к устройствам дл получени ионов методом бомбардировки поверхностей твердых тел быстрыми атомами и ионами с целью анализа состава .поверхности. Известны источники вторичных ионов, предназначенные дл химическо го анализа поверхностей твердых тел и нанесенньЕк на них пленок различных веществ eтoдoм вторичной ион-ионной эмиссии, которые позвол ют производить каче:ственный анализ, послойньш анализ, а также определ ть структуру поверхности l . Дл предотвращени загр знени поверхности исследуемого образца адсорбированнь м молекулами остаточных газов область ионного источника, в которой располагаетс исследуемый объем, откачиваетс до сверхвысокого вакуума, что требует применени слож ных и дорогосто щих вакуумных систем Ближайогим к изобретению техническим решением вл етс источник вторичных ионов, содержащий держатель, образца с нагревателем, систему элек тродов и выводные щели 2 . Этот источник вторичных ионов ра .ботает в услови х высокого вакуума .(давление остаточных газов 10 ммрТсСт Дл предотвращени загр знени поверхности исследуемого объекта он нагреваетс до температуры несколько сот градусов, Необходимость прогрева значительно сужает круг веществ, которые могут быть проанализированы с помощью метода масс--спектрометрии вторичных ионов. Метод становитс неприменимым к веществам, которые имеют высокое давление насып енных паров при повышенных температурах ( ) ил претерпевают необратимые химические превращени , К этому типу веществ 6 относитс , в частности, оольшинство органических и биоорганических соединений , при исследовании которых , этот метод стал широко использоватьс . Целью изобретени вл етс снижение примесей в пучке ионов путем уменьшени загр знени поверхности образца адсорбированными молекулами остаточных газов. Эта цель достигаетс тем, что введен экран, охватывающий источник и средство охлаждени его до криогенных температур. На чертеже изображен предлагаемьй источник вторичных ионов. Он состоит из металлического экрана t, охлаждаемого каким-либо хладагентом 2. К экрану через изол торы прикреплены все необходимые электроды и держатель 3 образца 4. Источник снабжен электронагревателем 5 дл регулировани температуры образца 4. В экране имеютс только две узкие щели дл ввода пучка бомбардирующих атомных частиц 6 и вывода вторичных ионов 7. Образец укрепл етс на держателе 3 и источник вторичных ионов устанавливаетс йа масс-спектрометр и откачиваетс . Сразу же после откачки производитср охлаждение экрана 1 заливки хладагента 2, Включаетс пучок бомбардирующих частиц, которые выбивают из образца 4 вторичные ионы. Вторичные ионы собираютс , фокусируютс , ускор отс системой электродови направл ютс в масс-аналиэатор. Введение в конструкцию источника нового элемента - охлаждаемого экрана снилсает интенсивность фоновых пиков в масс-спектре вторичных ионов с поверхностей различных веществ в широкой области температур исследуемого образца. .0d 1 The invention of OTIIOCVITCH to mass - s.peak rrmetry, in particular to devices for producing ions by bombarding surfaces of solids with fast atoms and ions for the purpose of analyzing the composition of the surface. Sources of secondary ions are known for chemical analysis of the surfaces of solids and films of various substances deposited on them by the method of secondary ion-ion emission, which make it possible to perform high-quality analysis, layer-by-layer analysis, and also determine the surface structure l. To prevent contamination of the sample surface, the adsorbed residual gas molecules in the region of the ion source, in which the volume is located, are pumped out to ultrahigh vacuum, which requires the use of complex and expensive vacuum systems. The technical solution of the invention is a secondary ion source containing a holder , a sample with a heater, an electrode system, and a lead slit 2. This source of secondary ions operates under high vacuum conditions. (Residual gas pressure of 10 mmRTST To prevent contamination of the surface of the object under investigation, it heats up to a temperature of several hundred degrees. The need for heating significantly narrows the range of substances that can be analyzed using the mass - spectrometry of secondary ions. The method becomes inapplicable to substances that have high vapor pressure at elevated temperatures () or irreversible chemical processes undergo This type of substance 6 includes, inter alia, most organic and bio-organic compounds, in the study of which, this method has become widely used. The aim of the invention is to reduce impurities in the ion beam by reducing the surface contamination of the sample with adsorbed residual gas molecules. This is achieved by introducing a shield covering the source and means of cooling it to cryogenic temperatures. The drawing shows a proposed secondary ion source. It consists of a metal screen t cooled by some kind of refrigerant 2. All necessary electrodes are attached to the screen through insulators and sample holder 3 4. The source is equipped with an electric heater 5 to control the temperature of sample 4. There are only two narrow slots in the screen for entering the beam bombarding atomic particles 6 and the output of secondary ions 7. The sample is mounted on holder 3 and the source of secondary ions is installed and the mass spectrometer is pumped out. Immediately after pumping out, cooling of the screen 1 of the refrigerant 2 is performed. A beam of bombarding particles is turned on, which knock 4 secondary ions out of the sample. Secondary ions are collected, focused, accelerated by an electrode system, and sent to a mass analyzer. Introduction to the design of the source of a new element - a cooled screen reduces the intensity of the background peaks in the mass spectrum of secondary ions from the surfaces of various substances in a wide temperature range of the sample under study. .

Claims

A SOURCE OF SECONDARY IONS connecting the sample holder to the heater, the electrode system and the output slots, which is related to the fact that, in order to reduce impurities in the ion beam by reducing the surface contamination of the sample with adsorbed residual gas molecules, a screen is inserted covering the source: and a means of cooling it to cryogenic temperatures.

^In ®1 g