JPH08329883A - 飛行時間分析方法及び装置 - Google Patents
飛行時間分析方法及び装置Info
- Publication number
- JPH08329883A JPH08329883A JP7133487A JP13348795A JPH08329883A JP H08329883 A JPH08329883 A JP H08329883A JP 7133487 A JP7133487 A JP 7133487A JP 13348795 A JP13348795 A JP 13348795A JP H08329883 A JPH08329883 A JP H08329883A
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- JP
- Japan
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- particles
- ions
- time
- flight
- measured
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- Pending
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来に比べて中性粒子とイオンとをよりよく
分離することができ、また、外乱の加わる可能性を低減
してより精度の高い分析を行うことのできる飛行時間分
析方法及び装置を提供する。 【構成】 パルスビーム源１によって発生させたイオン
のパルスビーム２を、検出器３の間を通して試料４に照
射し、試料４から散乱した粒子５を、減速チューブ６を
通過させイオンのみを選択的に減速した後、検出器３で
検出するように構成されている。
分離することができ、また、外乱の加わる可能性を低減
してより精度の高い分析を行うことのできる飛行時間分
析方法及び装置を提供する。 【構成】 パルスビーム源１によって発生させたイオン
のパルスビーム２を、検出器３の間を通して試料４に照
射し、試料４から散乱した粒子５を、減速チューブ６を
通過させイオンのみを選択的に減速した後、検出器３で
検出するように構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被測定物から飛来する
粒子の飛行時間を測定する飛行時間分析方法及び装置に
係り、特に、粒子の速度（エネルギー）から被測定物を
分析するのに好適な飛行時間分析方法及び装置に関す
る。
粒子の飛行時間を測定する飛行時間分析方法及び装置に
係り、特に、粒子の速度（エネルギー）から被測定物を
分析するのに好適な飛行時間分析方法及び装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、粒子の飛行時間を測定するこ
とによって、この粒子の速度（エネルギー）を分析する
飛行時間分析方法が知られている。
とによって、この粒子の速度（エネルギー）を分析する
飛行時間分析方法が知られている。
【０００３】このような飛行時間分析方法は、例えば、
直衝突イオン散乱分光法（ＩＣＩＳＳ）等に利用されて
いる。この飛行時間分析方法を用いたＩＣＩＳＳでは、
被測定物から同時に散乱された粒子の到達時間の差から
エネルギー分析を行うので、粒子の電荷の有無にかかわ
らずエネルギー分析を行うことができるという利点があ
る。
直衝突イオン散乱分光法（ＩＣＩＳＳ）等に利用されて
いる。この飛行時間分析方法を用いたＩＣＩＳＳでは、
被測定物から同時に散乱された粒子の到達時間の差から
エネルギー分析を行うので、粒子の電荷の有無にかかわ
らずエネルギー分析を行うことができるという利点があ
る。
【０００４】また、このような方法において、被測定物
と検出器との間に加速電極を配置して散乱粒子のうちイ
オンのみを加速し、イオンが中性粒子より先に検出器に
到達するようにして、イオンと中性粒子とを分離する方
法が、例えば特開平４−２０６４３２号公報で提案され
ている。
と検出器との間に加速電極を配置して散乱粒子のうちイ
オンのみを加速し、イオンが中性粒子より先に検出器に
到達するようにして、イオンと中性粒子とを分離する方
法が、例えば特開平４−２０６４３２号公報で提案され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術においても、さらに中性粒子とイオンとを
よりよく分離できるようにすることが当然要求される。
また、例えば、中性粒子とイオンとをよりよく分離しよ
うとすると、加速電極に印加する電圧を高める必要があ
るが、このように加速電極に印加する電圧を高めると残
留ガスのイオン化等が生じ、ノイズが発生して精度の高
い分析を行うことができない。このため、できるだけ高
電圧を印加せずに中性粒子とイオンとを分離できるよう
にすることが望まれる。
た従来の技術においても、さらに中性粒子とイオンとを
よりよく分離できるようにすることが当然要求される。
また、例えば、中性粒子とイオンとをよりよく分離しよ
うとすると、加速電極に印加する電圧を高める必要があ
るが、このように加速電極に印加する電圧を高めると残
留ガスのイオン化等が生じ、ノイズが発生して精度の高
い分析を行うことができない。このため、できるだけ高
電圧を印加せずに中性粒子とイオンとを分離できるよう
にすることが望まれる。
【０００６】本発明は、このような事情に対処して成さ
れたもので、従来に比べて中性粒子とイオンとをよりよ
く分離することができ、また、外乱の加わる可能性を低
減してより精度の高い分析を行うことのできる飛行時間
分析方法及び装置を提供しようとするものである。
れたもので、従来に比べて中性粒子とイオンとをよりよ
く分離することができ、また、外乱の加わる可能性を低
減してより精度の高い分析を行うことのできる飛行時間
分析方法及び装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、被測
定物から所定距離離れた位置に配設された検出器によっ
て、前記被測定物から飛来する粒子を検出し、当該粒子
の飛行時間を測定してそのエネルギーを分析する飛行時
間分析方法であって、前記被測定物と前記検出器との間
に前記被測定物から飛来する粒子のうちイオンの速度を
選択的に減速する減速機構を配設し、前記被測定物から
飛来する粒子のうち中性粒子が前記イオンより先に前記
検出器に到達するようにして、前記イオンと前記中性粒
子とを分離して検出することを特徴とする。
定物から所定距離離れた位置に配設された検出器によっ
て、前記被測定物から飛来する粒子を検出し、当該粒子
の飛行時間を測定してそのエネルギーを分析する飛行時
間分析方法であって、前記被測定物と前記検出器との間
に前記被測定物から飛来する粒子のうちイオンの速度を
選択的に減速する減速機構を配設し、前記被測定物から
飛来する粒子のうち中性粒子が前記イオンより先に前記
検出器に到達するようにして、前記イオンと前記中性粒
子とを分離して検出することを特徴とする。
【０００８】また、請求項２の発明は、請求項１記載の
飛行時間分析方法において、前記被測定物にビームを照
射し、当該被測定物から飛来する粒子を検出することを
特徴とする。
飛行時間分析方法において、前記被測定物にビームを照
射し、当該被測定物から飛来する粒子を検出することを
特徴とする。
【０００９】また、請求項３の発明は、被測定物から所
定距離離れた位置に配設された検出器によって、前記被
測定物から飛来する粒子を検出し、当該粒子の飛行時間
を測定してそのエネルギーを分析する飛行時間分析装置
であって、前記被測定物と前記検出器との間に前記被測
定物から飛来する粒子のうちイオンの速度を選択的に減
速する減速機構を配設し、前記被測定物から飛来する粒
子のうち中性粒子が前記イオンより先に前記検出器に到
達するようにして、前記イオンと前記中性粒子とを分離
して検出するよう構成したことを特徴とする。
定距離離れた位置に配設された検出器によって、前記被
測定物から飛来する粒子を検出し、当該粒子の飛行時間
を測定してそのエネルギーを分析する飛行時間分析装置
であって、前記被測定物と前記検出器との間に前記被測
定物から飛来する粒子のうちイオンの速度を選択的に減
速する減速機構を配設し、前記被測定物から飛来する粒
子のうち中性粒子が前記イオンより先に前記検出器に到
達するようにして、前記イオンと前記中性粒子とを分離
して検出するよう構成したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明の飛行時間分析方法及び装置では、被測
定物から飛来する粒子のうちイオンの速度を選択的に減
速させることにより、加速する場合に比べてより低い印
加電圧で、中性粒子とイオンとをよりよく分離すること
ができ、より精度の高い分析を行うことができる。
定物から飛来する粒子のうちイオンの速度を選択的に減
速させることにより、加速する場合に比べてより低い印
加電圧で、中性粒子とイオンとをよりよく分離すること
ができ、より精度の高い分析を行うことができる。
【００１１】すなわち、粒子の持つ運動エネルギーＥ
は、粒子の質量をｍ、速度をｖとした場合、Ｅ＝１／２
ｍｖ2 となるため、イオンに加速方向および減速方向に
絶対値の大きさが同じ電位を作用させた場合、減速方向
に作用させたほうが、速度をより大きく変化させること
ができ、中性粒子とイオンとをよりよく分離することが
できる。また、中性粒子のみを先に検出するため、中性
粒子の分析等も正確に行うことができる。
は、粒子の質量をｍ、速度をｖとした場合、Ｅ＝１／２
ｍｖ2 となるため、イオンに加速方向および減速方向に
絶対値の大きさが同じ電位を作用させた場合、減速方向
に作用させたほうが、速度をより大きく変化させること
ができ、中性粒子とイオンとをよりよく分離することが
できる。また、中性粒子のみを先に検出するため、中性
粒子の分析等も正確に行うことができる。
【００１２】これによって、特に重い（高エネルギー
（飛行時間の速い））側に目的とする信号がある場合
に、信号が重なることなく正確に測定を行うことができ
る。
（飛行時間の速い））側に目的とする信号がある場合
に、信号が重なることなく正確に測定を行うことができ
る。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の飛行時間分析方法及び装置
を、飛行時間分析型中エネルギーイオン散乱分光装置に
適用した一実施例を、図面を参照して説明する。
を、飛行時間分析型中エネルギーイオン散乱分光装置に
適用した一実施例を、図面を参照して説明する。
【００１４】図１は、本発明の一実施例の概略構成を示
すもので、本実施例では、パルスビーム源１によって発
生させたイオンのパルスビーム２を、検出器３の中央部
に設けられた開口部を通して試料４に照射する。そし
て、試料４から散乱した粒子５を、減速チューブ６を通
過させた後、検出器３で検出するように構成されてい
る。なお、減速チューブ６内には、定電圧電源７から印
加される電圧によって電場が形成されており、試料４か
ら散乱した粒子５のうち、電荷を有する粒子、すなわち
イオンのみを選択的に減速するように構成されている。
すもので、本実施例では、パルスビーム源１によって発
生させたイオンのパルスビーム２を、検出器３の中央部
に設けられた開口部を通して試料４に照射する。そし
て、試料４から散乱した粒子５を、減速チューブ６を通
過させた後、検出器３で検出するように構成されてい
る。なお、減速チューブ６内には、定電圧電源７から印
加される電圧によって電場が形成されており、試料４か
ら散乱した粒子５のうち、電荷を有する粒子、すなわち
イオンのみを選択的に減速するように構成されている。
【００１５】また、図２は、本実施例の装置構成を更に
詳細に示したもので、同図に示すように、パルスビーム
源１は、デュオプラズマトロンイオン源１０、加速チュ
ーブ１１、ディスクトロン高電圧発生器１２、Ｑレンズ
Ｘ−Ｙステアラ１３、分析マグネット１４、コリメータ
１５、チョッパ１６、チョッピングアパーチャ１７、ポ
ッシェンライダー型静電デフレクタ１８等から構成され
ている。
詳細に示したもので、同図に示すように、パルスビーム
源１は、デュオプラズマトロンイオン源１０、加速チュ
ーブ１１、ディスクトロン高電圧発生器１２、Ｑレンズ
Ｘ−Ｙステアラ１３、分析マグネット１４、コリメータ
１５、チョッパ１６、チョッピングアパーチャ１７、ポ
ッシェンライダー型静電デフレクタ１８等から構成され
ている。
【００１６】また、検出器３は分析チャンバ３０内に配
置され、試料４は試料チャンバ４０内に配置されてお
り、減速チューブ６は、これら分析チャンバ３０と試料
チャンバ４０との間に配置されている。本実施例におい
ては、試料４と検出器３との間の長さは６０．９ｃｍで
あり、減速チューブ６の長さは２４ｃｍである。
置され、試料４は試料チャンバ４０内に配置されてお
り、減速チューブ６は、これら分析チャンバ３０と試料
チャンバ４０との間に配置されている。本実施例におい
ては、試料４と検出器３との間の長さは６０．９ｃｍで
あり、減速チューブ６の長さは２４ｃｍである。
【００１７】上記構成の装置を用い、連続１００ｋｅＶ
のヘリウムイオン（Ｈｅ+ ）からパルス幅〜１．３ナノ
秒、繰返し周波数５００ｋＨｚのイオンバルスビームを
発生させた。そして、Ｓｉ（００１）面上に室温で０．
２ＭＬ（１ＭＬ＝６．７８×１０14ｃｍ-2）の金を蒸着
した試料にこのイオンバルスビームを照射し、Ｓｉ＜０
０１＞軸方向から得られた飛行時間スペクトルの測定結
果を図３に示す。
のヘリウムイオン（Ｈｅ+ ）からパルス幅〜１．３ナノ
秒、繰返し周波数５００ｋＨｚのイオンバルスビームを
発生させた。そして、Ｓｉ（００１）面上に室温で０．
２ＭＬ（１ＭＬ＝６．７８×１０14ｃｍ-2）の金を蒸着
した試料にこのイオンバルスビームを照射し、Ｓｉ＜０
０１＞軸方向から得られた飛行時間スペクトルの測定結
果を図３に示す。
【００１８】同図に示した４つの測定結果は、上部から
順にそれぞれ減速チューブ６への印加電圧が＋１０．０
ｋＶ、＋７．５ｋＶ、＋５．０ｋＶ、０．０ｋＶの場合
を表１に表す入射ビームの遅延時間を補正して示してい
る。また、これらの測定結果において、図中左側がＡｕ
からの散乱粒子、右側がＳｉからの散乱粒子である。
順にそれぞれ減速チューブ６への印加電圧が＋１０．０
ｋＶ、＋７．５ｋＶ、＋５．０ｋＶ、０．０ｋＶの場合
を表１に表す入射ビームの遅延時間を補正して示してい
る。また、これらの測定結果において、図中左側がＡｕ
からの散乱粒子、右側がＳｉからの散乱粒子である。
【表１】 また、表１は、減速チューブ６への印加電圧が＋１０．
０ｋＶ、＋７．５ｋＶ、＋５．０ｋＶ、０．０ｋＶの場
合の入射ビームの遅延時間と、散乱イオンと散乱粒子と
の時間差を計算した結果を示すものであり、この結果か
ら上記した実際の測定結果と計算結果とが精度良く一致
してることが分かる。
０ｋＶ、＋７．５ｋＶ、＋５．０ｋＶ、０．０ｋＶの場
合の入射ビームの遅延時間と、散乱イオンと散乱粒子と
の時間差を計算した結果を示すものであり、この結果か
ら上記した実際の測定結果と計算結果とが精度良く一致
してることが分かる。
【００１９】以上のように、本実施例では、散乱イオン
と散乱粒子とを良好に分離することができ、精度の高い
分析を行うことができる。
と散乱粒子とを良好に分離することができ、精度の高い
分析を行うことができる。
【００２０】なお、上記実施例では、本発明を中エネル
ギーイオン散乱分光装置に適用した場合について説明し
たが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、例えば、低エネルギーイオン散乱における散乱粒子
の測定や、弾性反跳粒子の測定ＳＩＭＳ（２次イオン・
マス・スペクトロスコーピー）における２次粒子の測定
等に適用できることは勿論である。
ギーイオン散乱分光装置に適用した場合について説明し
たが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、例えば、低エネルギーイオン散乱における散乱粒子
の測定や、弾性反跳粒子の測定ＳＩＭＳ（２次イオン・
マス・スペクトロスコーピー）における２次粒子の測定
等に適用できることは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の飛行時間
分析方法及び装置によれば、従来に比べて中性粒子とイ
オンとをよりよく分離することができ、また、外乱の加
わる可能性を低減してより精度の高い分析を行うことが
できる。
分析方法及び装置によれば、従来に比べて中性粒子とイ
オンとをよりよく分離することができ、また、外乱の加
わる可能性を低減してより精度の高い分析を行うことが
できる。
【図１】本発明の一実施例の概略構成を示す図。
【図２】本発明の一実施例の詳細構成を示す図。
【図３】本発明の一実施例の飛行時間スペクトルの測定
結果を示す図。
結果を示す図。
１……パルスビーム源 ２……イオンのパルスビーム ３……検出器 ４……試料 ５……散乱粒子 ６……減速チューブ ７……定電圧電源
Claims (3)
- 【請求項１】 被測定物から所定距離離れた位置に配設
された検出器によって、前記被測定物から飛来する粒子
を検出し、当該粒子の飛行時間を測定してそのエネルギ
ーを分析する飛行時間分析方法であって、 前記被測定物と前記検出器との間に前記被測定物から飛
来する粒子のうちイオンの速度を選択的に減速する減速
機構を配設し、前記被測定物から飛来する粒子のうち中
性粒子が前記イオンより先に前記検出器に到達するよう
にして、前記イオンと前記中性粒子とを分離して検出す
ることを特徴とする飛行時間分析方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の飛行時間分析方法におい
て、 前記被測定物にビームを照射し、当該被測定物から飛来
する粒子を検出することを特徴とする飛行時間分析方
法。 - 【請求項３】 被測定物から所定距離離れた位置に配設
された検出器によって、前記被測定物から飛来する粒子
を検出し、当該粒子の飛行時間を測定してそのエネルギ
ーを分析する飛行時間分析装置であって、 前記被測定物と前記検出器との間に前記被測定物から飛
来する粒子のうちイオンの速度を選択的に減速する減速
機構を配設し、前記被測定物から飛来する粒子のうち中
性粒子が前記イオンより先に前記検出器に到達するよう
にして、前記イオンと前記中性粒子とを分離して検出す
るよう構成したことを特徴とする飛行時間分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7133487A JPH08329883A (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 飛行時間分析方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7133487A JPH08329883A (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 飛行時間分析方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08329883A true JPH08329883A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15105925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7133487A Pending JPH08329883A (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 飛行時間分析方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08329883A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011529622A (ja) * | 2008-07-31 | 2011-12-08 | ケーマック | 中エネルギーイオンビーム散乱を用いた分光分析器 |
-
1995
- 1995-05-31 JP JP7133487A patent/JPH08329883A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011529622A (ja) * | 2008-07-31 | 2011-12-08 | ケーマック | 中エネルギーイオンビーム散乱を用いた分光分析器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031021 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20031201 |
|
| A072 | Dismissal of procedure [no reply to invitation to correct request for examination] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A072 Effective date: 20040611 |