JPH02165038A - 飛行時間型粒子分析装置 - Google Patents
飛行時間型粒子分析装置Info
- Publication number
- JPH02165038A JPH02165038A JP63322916A JP32291688A JPH02165038A JP H02165038 A JPH02165038 A JP H02165038A JP 63322916 A JP63322916 A JP 63322916A JP 32291688 A JP32291688 A JP 32291688A JP H02165038 A JPH02165038 A JP H02165038A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particles
- grid
- detector
- time
- flight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (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】
（産業上の利用分野）
本発明は飛行時間型粒子分析装置に関する。同じ場所か
ら一方向に同時に発進した種々な速度を持つ粒子を出発
位置から適当に離れた位置で検出すると、粒子が検出器
に入射する時刻が飛行速度によって異るから、この時間
差から各粒子の速度を求めることができイオン散乱分光
装置、イオン前方反跳分析装置、ラザフオード後方散乱
分光装置等に用いられている。また粒子の質量が同じで
あるとき、飛行速度の異いは粒子の持つ運動エネルギー
の異いであるから、この方法によって粒子のエネルギー
分析ができる。また粒子がイオンで質量が異り、同一加
速電圧で加速されたときは質量の異いにより粒子の速度
が異るから飛行時間型粒子分析装置で質量分析を行うこ
ともできるる。
ら一方向に同時に発進した種々な速度を持つ粒子を出発
位置から適当に離れた位置で検出すると、粒子が検出器
に入射する時刻が飛行速度によって異るから、この時間
差から各粒子の速度を求めることができイオン散乱分光
装置、イオン前方反跳分析装置、ラザフオード後方散乱
分光装置等に用いられている。また粒子の質量が同じで
あるとき、飛行速度の異いは粒子の持つ運動エネルギー
の異いであるから、この方法によって粒子のエネルギー
分析ができる。また粒子がイオンで質量が異り、同一加
速電圧で加速されたときは質量の異いにより粒子の速度
が異るから飛行時間型粒子分析装置で質量分析を行うこ
ともできるる。
本発明はこのような用途を持つ飛行時間型粒子分析装置
に関するものである。
に関するものである。
（従来技術）
飛行時間型粒子分析装置は電界も磁界もない空間で粒子
を飛行させ速度差を時間差に換えて粒子のエネルギー分
析または質量分析を行うものであるから、荷電粒子だけ
でなく中性粒子についてもエネルギー分析または質量分
析を行うことができる。このことは分析対象の荷電粒子
を生成させるとき中性粒子も生成され、両者が同じ分析
情報を持っているときは電界とか磁界を用いるエネルギ
ー分析器とか質・量分析計と異り荷電粒子の検出信号に
中性粒子の検出信号も重なって全粒子検出信号を強くす
るので測定感度が上がると云う利点となるが、中性粒子
と荷電粒子が異る分析情報を持っているときは、荷電粒
子の検出信号に中性粒子の検出信号が重なり、荷電粒子
或は中性粒子単独の検出出力に対してバックグラウンド
を強め分解能を低下させると云う不利益をもたらす。
を飛行させ速度差を時間差に換えて粒子のエネルギー分
析または質量分析を行うものであるから、荷電粒子だけ
でなく中性粒子についてもエネルギー分析または質量分
析を行うことができる。このことは分析対象の荷電粒子
を生成させるとき中性粒子も生成され、両者が同じ分析
情報を持っているときは電界とか磁界を用いるエネルギ
ー分析器とか質・量分析計と異り荷電粒子の検出信号に
中性粒子の検出信号も重なって全粒子検出信号を強くす
るので測定感度が上がると云う利点となるが、中性粒子
と荷電粒子が異る分析情報を持っているときは、荷電粒
子の検出信号に中性粒子の検出信号が重なり、荷電粒子
或は中性粒子単独の検出出力に対してバックグラウンド
を強め分解能を低下させると云う不利益をもたらす。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は飛行時間型粒子分析装置で中性粒子。
正負荷電粒子を夫々弁別して検出できるようにしようと
するものである。
するものである。
（課題を解決するための手段）
分析対象粒子の飛行空間の途中に分析対象の粒子が通過
できるグリッドを設け、このグリッドと粒子検出器との
関に荷電粒子を加速成は減速する電場を形成するように
した。
できるグリッドを設け、このグリッドと粒子検出器との
関に荷電粒子を加速成は減速する電場を形成するように
した。
（作用）
飛行空間の粒子発進端を同時に出発した粒子のうち同じ
速度を持つ正負イオン、中性粒子グループは同時にグリ
ッドを通過し飛行空間の粒子発進端からグリッドまでの
間において、荷電粒子、中性粒子合わせたものの速度よ
による分離が行われる。グリッドを通過したー■工の粒
子はグリッドと検出器との間の電界により、中性粒子は
何の影響も受けず今までと同じ速さで飛行を続け、正負
イオンは一方が加速されるときは他方は減速されるから
、グリッドを同時に通過した１群の粒子は中性粒子、正
負イオンが夫々分離されて異る時間に検出器に入射する
ことになり、同じ速度を持つ中性粒子、荷電粒子を分離
し格別に検出することができる。
速度を持つ正負イオン、中性粒子グループは同時にグリ
ッドを通過し飛行空間の粒子発進端からグリッドまでの
間において、荷電粒子、中性粒子合わせたものの速度よ
による分離が行われる。グリッドを通過したー■工の粒
子はグリッドと検出器との間の電界により、中性粒子は
何の影響も受けず今までと同じ速さで飛行を続け、正負
イオンは一方が加速されるときは他方は減速されるから
、グリッドを同時に通過した１群の粒子は中性粒子、正
負イオンが夫々分離されて異る時間に検出器に入射する
ことになり、同じ速度を持つ中性粒子、荷電粒子を分離
し格別に検出することができる。
（実施例）
第１図に本発明の一実施例を示す。試料から分析すべき
粒子を放射させる方法は分析目的により種々あるが、図
の場合Ｓは試料で１は試料にイオンビームを照射するイ
オン銃であり、パルス状のイオンビームで試料Ｓを照射
する。イオンビームの照射を受けた試料から散乱イオン
が放射される。照射イオンビームがパルス状であるから
、散乱イオンとか中性粒子もパルス状に放射される。
粒子を放射させる方法は分析目的により種々あるが、図
の場合Ｓは試料で１は試料にイオンビームを照射するイ
オン銃であり、パルス状のイオンビームで試料Ｓを照射
する。イオンビームの照射を受けた試料から散乱イオン
が放射される。照射イオンビームがパルス状であるから
、散乱イオンとか中性粒子もパルス状に放射される。
、Ｄは粒子検出器でマイクロチャンネルプレートが用い
られており、入射粒子を２次電子に変換して増倍し、増
倍された２次電子をアノードＡで受けて電流信号に変え
検出する。試料Ｓから粒子検出器前面までの間が粒子飛
行空間である。この飛行空間内にグリッドＧが配置され
、接地されている。検出器りの前面には電圧が印加され
ている。
られており、入射粒子を２次電子に変換して増倍し、増
倍された２次電子をアノードＡで受けて電流信号に変え
検出する。試料Ｓから粒子検出器前面までの間が粒子飛
行空間である。この飛行空間内にグリッドＧが配置され
、接地されている。検出器りの前面には電圧が印加され
ている。
この構成により、粒子飛行空間のグリッドＧより試料側
は全体がアース電位の無電界空間になっており、グリッ
ドＧと検出器りの前面との間には電界が形成されている
。
は全体がアース電位の無電界空間になっており、グリッ
ドＧと検出器りの前面との間には電界が形成されている
。
試料を照射するイオンビームのパルス幅が試料から検出
器までの飛行空間を試料から出た粒子が通過するのに要
する時間より充分小さくしであると、試料Ｓからは同時
に１群の粒子が放射されるとみてよい。これらの粒子は
速度に応じて異る時間にグリッドＧを通過する。同じ速
度を有する粒子のグループは同時にグリッドＧを通過す
るが、グリッドＧと検出器りとの間の電界で図の例では
正イオンは加速され、負イオンは減速され、中性粒子は
グリッド通過前の速度を維持している。このためこのグ
ループに属していた粒子中正イオンは先に検出器りに入
射し、次いで中性粒子、その後負イオンが検出器りに入
射することになり、初め同一速度グループに属していた
粒子が正負イオンおよび中性粒子に分かれて検出される
。
器までの飛行空間を試料から出た粒子が通過するのに要
する時間より充分小さくしであると、試料Ｓからは同時
に１群の粒子が放射されるとみてよい。これらの粒子は
速度に応じて異る時間にグリッドＧを通過する。同じ速
度を有する粒子のグループは同時にグリッドＧを通過す
るが、グリッドＧと検出器りとの間の電界で図の例では
正イオンは加速され、負イオンは減速され、中性粒子は
グリッド通過前の速度を維持している。このためこのグ
ループに属していた粒子中正イオンは先に検出器りに入
射し、次いで中性粒子、その後負イオンが検出器りに入
射することになり、初め同一速度グループに属していた
粒子が正負イオンおよび中性粒子に分かれて検出される
。
チャンネルプレートＤはイオン検出感度を−ｈｌｆるた
め、従来、チャンネルプレートの前面に近接させてグリ
ッドを置き、そのグリッドとチャンネルプレート前面と
の間でイオンを加速するようにしていたが、グリッドと
チャンネルプレートとの間の距離が小さいため、この間
で速度差による粒子弁別を行う時間的余裕はな（、ちと
同一速度をもっていた粒子を荷電の有無種別により弁別
して検出することはできない。本発明ではグリッドはチ
ャンネルプレートと試料との間の飛行空間の中間に位置
されているので、グリッドとイオン検出器との間の空間
でも速度弁別可能となる。上述実施例はグリッドがチャ
ンネルプレートの感度を上げるためのグリッドの作用を
兼務していることになる。
め、従来、チャンネルプレートの前面に近接させてグリ
ッドを置き、そのグリッドとチャンネルプレート前面と
の間でイオンを加速するようにしていたが、グリッドと
チャンネルプレートとの間の距離が小さいため、この間
で速度差による粒子弁別を行う時間的余裕はな（、ちと
同一速度をもっていた粒子を荷電の有無種別により弁別
して検出することはできない。本発明ではグリッドはチ
ャンネルプレートと試料との間の飛行空間の中間に位置
されているので、グリッドとイオン検出器との間の空間
でも速度弁別可能となる。上述実施例はグリッドがチャ
ンネルプレートの感度を上げるためのグリッドの作用を
兼務していることになる。
第２図は本発明の第２の実施例で、グリッドをＧ、Ｇ’
の二つにしたものである。二つのグリッドＧ、Ｇ’は近
接して配置され、検出器りに近い側のグリッドＧ゛は検
出器前面と同電位にしである。従って、ＧｏとＤとの間
は無電界であり、Ｇｏ゛間にイオン加速電界が形成され
、この間でイオンが加速酸は減速される。速度差を時間
差に変えるには成る程度の飛行距離が必要で、検出器に
近い所で加速されても、速度差が時間差となって現れる
効果は小さい。第１図の実施例ではグリッドＧから検出
器りまでの間で次第に加速されているが、第２図の実施
例ではＧ、Ｇ’間で加速され、以後の空間で速度弁別が
されるので第１図の実施例より時間分解能が良くなる。
の二つにしたものである。二つのグリッドＧ、Ｇ’は近
接して配置され、検出器りに近い側のグリッドＧ゛は検
出器前面と同電位にしである。従って、ＧｏとＤとの間
は無電界であり、Ｇｏ゛間にイオン加速電界が形成され
、この間でイオンが加速酸は減速される。速度差を時間
差に変えるには成る程度の飛行距離が必要で、検出器に
近い所で加速されても、速度差が時間差となって現れる
効果は小さい。第１図の実施例ではグリッドＧから検出
器りまでの間で次第に加速されているが、第２図の実施
例ではＧ、Ｇ’間で加速され、以後の空間で速度弁別が
されるので第１図の実施例より時間分解能が良くなる。
第３図の実施例は第２図の実施例で更にグリッドを増し
たもので、ＧｏとＧｏとは同電位であり、ＧＧ’間で荷
電粒子は加速され、ＧｏとＧ。
たもので、ＧｏとＧｏとは同電位であり、ＧＧ’間で荷
電粒子は加速され、ＧｏとＧ。
との間で速度差が時間差に変換され、Ｇ”と検出器前面
との間にも電界を形成して、検出器に入射するイオンの
速度を適当な範囲に入るように調整するようにした。こ
の構成によると、グリッドＧＧ′間の電位差を検出器に
入射するイオンの検出上の最適速度を顧慮することなく
粒子の荷電状態による識別に最も効果的な値に設定する
ことができる。
との間にも電界を形成して、検出器に入射するイオンの
速度を適当な範囲に入るように調整するようにした。こ
の構成によると、グリッドＧＧ′間の電位差を検出器に
入射するイオンの検出上の最適速度を顧慮することなく
粒子の荷電状態による識別に最も効果的な値に設定する
ことができる。
第４図は第３図の実施例より更にグリッドを増したもの
で、他のグリッドＧ’、Ｇ２．・・・Ｇｎには夫々に任
意の電位を与えることができるようになっている。
で、他のグリッドＧ’、Ｇ２．・・・Ｇｎには夫々に任
意の電位を与えることができるようになっている。
（発明の効果）
本発明によれば速度差を時間差に変えて弁別した粒子を
電界加速により更に速度差をつけて中性粒子と荷電粒子
、荷電粒子の極性等を弁別して検出できるので、これら
の粒子を混合した状態で検出していた従来例に比し分析
の分解能が向上するだけでな（、より多くの分析情報が
入手できるようになり、イオンが飛行中に開裂して娘イ
オンを生成する場合の娘イオンの質量分析と云うような
ことも可能となって、分析情報が大へん多くなる。
電界加速により更に速度差をつけて中性粒子と荷電粒子
、荷電粒子の極性等を弁別して検出できるので、これら
の粒子を混合した状態で検出していた従来例に比し分析
の分解能が向上するだけでな（、より多くの分析情報が
入手できるようになり、イオンが飛行中に開裂して娘イ
オンを生成する場合の娘イオンの質量分析と云うような
ことも可能となって、分析情報が大へん多くなる。
第１図は本発明の一実施例の側面図、第２図は他の実施
例の要部側面図、第３図は更に他の実施例の要部側面図
、第４図はもう一つの実施例の要部側面図である。 Ｓ・・・試料Ｇ、Ｇ’、Ｇ−，Ｇｌ、Ｇ２〜Ｇｎ−・−
グリッド、Ｄ・・・検出器、Δ・・・アノード。 代理人 弁理士 縣 浩 介
例の要部側面図、第３図は更に他の実施例の要部側面図
、第４図はもう一つの実施例の要部側面図である。 Ｓ・・・試料Ｇ、Ｇ’、Ｇ−，Ｇｌ、Ｇ２〜Ｇｎ−・−
グリッド、Ｄ・・・検出器、Δ・・・アノード。 代理人 弁理士 縣 浩 介
Claims (1)
- 分析対象の粒子の飛行空間の途中にグリッドを配置し、
グリッドと上記検出器との間の空間に電界を形成し得る
ようにした飛行時間型粒子分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63322916A JPH0748373B2 (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 飛行時間型粒子分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63322916A JPH0748373B2 (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 飛行時間型粒子分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02165038A true JPH02165038A (ja) | 1990-06-26 |
| JPH0748373B2 JPH0748373B2 (ja) | 1995-05-24 |
Family
ID=18149060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63322916A Expired - Lifetime JPH0748373B2 (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 飛行時間型粒子分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0748373B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04206432A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-28 | Rikagaku Kenkyusho | イオン散乱分析装置 |
| JP2009289628A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Hitachi High-Technologies Corp | 飛行時間型質量分析装置 |
| JP2012008082A (ja) * | 2010-06-28 | 2012-01-12 | Institute Of Physical & Chemical Research | 軽元素分析装置及び分析方法 |
| JP2015179629A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | 株式会社島津製作所 | 飛行時間型質量分析装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61195554A (ja) * | 1985-02-22 | 1986-08-29 | Shimadzu Corp | 飛行時間型質量分析計 |
| JPS62291853A (ja) * | 1986-06-11 | 1987-12-18 | Shimadzu Corp | 飛行時間型質量分析計 |
-
1988
- 1988-12-20 JP JP63322916A patent/JPH0748373B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61195554A (ja) * | 1985-02-22 | 1986-08-29 | Shimadzu Corp | 飛行時間型質量分析計 |
| JPS62291853A (ja) * | 1986-06-11 | 1987-12-18 | Shimadzu Corp | 飛行時間型質量分析計 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04206432A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-28 | Rikagaku Kenkyusho | イオン散乱分析装置 |
| JP2009289628A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Hitachi High-Technologies Corp | 飛行時間型質量分析装置 |
| JP2012008082A (ja) * | 2010-06-28 | 2012-01-12 | Institute Of Physical & Chemical Research | 軽元素分析装置及び分析方法 |
| JP2015179629A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | 株式会社島津製作所 | 飛行時間型質量分析装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0748373B2 (ja) | 1995-05-24 |
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