JPS5887749A - 質量分析装置の磁場制御方法 - Google Patents
質量分析装置の磁場制御方法Info
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- JPS5887749A JPS5887749A JP18413181A JP18413181A JPS5887749A JP S5887749 A JPS5887749 A JP S5887749A JP 18413181 A JP18413181 A JP 18413181A JP 18413181 A JP18413181 A JP 18413181A JP S5887749 A JPS5887749 A JP S5887749A
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- field intensity
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/20—Magnetic deflection
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (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】
本発明紘質量分析装置の磁場制御方法に係シ、特に電子
計算機によって目標磁場強度に自動制御する質量分析装
置の磁場制御方法に関する。
計算機によって目標磁場強度に自動制御する質量分析装
置の磁場制御方法に関する。
第１図は、従来の電子計算機によって目標磁場強度に自
動制御する質量分析装置の概略図である。
動制御する質量分析装置の概略図である。
イオン源１からのイオン射出方向には、略扇形の電磁石
２が配置されている。電磁石２がものイオン射出方向に
は、コレクタスリット３が固定され、このコレクタスリ
ット３の後方にイオンコレクタ電極４が固定配置されて
いる。このイオンコレクタ電極４Ｆｉ、質量スペクトル
を得るための計測装置５に接続され、計測装置５は電子
計算機８に接続されている。
２が配置されている。電磁石２がものイオン射出方向に
は、コレクタスリット３が固定され、このコレクタスリ
ット３の後方にイオンコレクタ電極４が固定配置されて
いる。このイオンコレクタ電極４Ｆｉ、質量スペクトル
を得るための計測装置５に接続され、計測装置５は電子
計算機８に接続されている。
電磁石２のイオン通路２ａ出側には、電磁石２で発生し
九磁場の磁束密度を検出するホール素子６が配置されて
おり、このホール素子６は、磁場検出器７を介して電子
計算機８に接続されている。
九磁場の磁束密度を検出するホール素子６が配置されて
おり、このホール素子６は、磁場検出器７を介して電子
計算機８に接続されている。
まえ、電子計算機８は、電磁石用電源９を介して電磁石
２のコイルに接続されている。
２のコイルに接続されている。
ところで、■ボルトに加速されたイオンをＨガウスの磁
場内に、磁場に直角に入射させると、フレミングの法則
に従って、イオンはその速度と磁場とに直角な方向に加
速度を受けて円形軌道を描く。この軌道の曲率半径をｒ
ＣｃｙＲ〕、イオンの質量をｗｉ （ＭＵ ）、ｅをイ
オ・ンの電荷とすると、ｍ
Ｈ”の関係が成立するので、この関係を満
足させる質量数をもったイオンだけがイオ、ンコレクタ
電極４に入射し、検出される。従って、ＨあるいはＶを
変化させて掃引することＫより質量スペクトルが得られ
る。
場内に、磁場に直角に入射させると、フレミングの法則
に従って、イオンはその速度と磁場とに直角な方向に加
速度を受けて円形軌道を描く。この軌道の曲率半径をｒ
ＣｃｙＲ〕、イオンの質量をｗｉ （ＭＵ ）、ｅをイ
オ・ンの電荷とすると、ｍ
Ｈ”の関係が成立するので、この関係を満
足させる質量数をもったイオンだけがイオ、ンコレクタ
電極４に入射し、検出される。従って、ＨあるいはＶを
変化させて掃引することＫより質量スペクトルが得られ
る。
従来、質量分析装置を用いて、質量数Ｍｔ 、 Ｍｓの
イオンを質量分散するにあたっては、質量数編。
イオンを質量分散するにあたっては、質量数編。
Ｍ２に対応する磁場強度をそれぞれＨｌ、 Ｈ，（ただ
し、Ｈｌ ＜Ｈｌ ）とすると、電磁石２に通電する電
流を工１から４に単Ｉ加させることによシ磁場強度を制
御していた。すなわち、電磁石２に通電する電流を、 工１ ＋ １１＋ΔＩ、Ｉｔ＋２ΔＬ−・・１１−４−
ｎΔＩ、 Ｉ、−・−・・（２）と変化させ、電子計算
機を用いて電磁石用電源を制御していただ、この方法で
は磁場強度為を得るまでに長い時間を要する。そこで電
流Ｉ、に続いて電流工、を電磁石のコイルに通電して、
磁場強度をＨｌから為に急激に変化させるようにすると
、磁場強度が、急激に強度を変化させた方向に僅かづつ
ドリフトするという問題点が生ずる。
し、Ｈｌ ＜Ｈｌ ）とすると、電磁石２に通電する電
流を工１から４に単Ｉ加させることによシ磁場強度を制
御していた。すなわち、電磁石２に通電する電流を、 工１ ＋ １１＋ΔＩ、Ｉｔ＋２ΔＬ−・・１１−４−
ｎΔＩ、 Ｉ、−・−・・（２）と変化させ、電子計算
機を用いて電磁石用電源を制御していただ、この方法で
は磁場強度為を得るまでに長い時間を要する。そこで電
流Ｉ、に続いて電流工、を電磁石のコイルに通電して、
磁場強度をＨｌから為に急激に変化させるようにすると
、磁場強度が、急激に強度を変化させた方向に僅かづつ
ドリフトするという問題点が生ずる。
本発明は、上記問題点を解消すべく成されたもので、磁
場強度のドリフトが生ぜず、がっ、短時間に目標磁場強
度に制御できる質量分析装置の磁場制御方法を提供する
ことを目的とする。
場強度のドリフトが生ぜず、がっ、短時間に目標磁場強
度に制御できる質量分析装置の磁場制御方法を提供する
ことを目的とする。
上記目的を達成するために本発明の構成は、従来の質量
分析装置の磁場を制御するにあたって、分析目標イオン
の質量数に対応する磁場の強度を越え九磁場を一旦発生
させた後、この磁場の増減分を単調減少または単調増加
させて分析目標イオンの質量数に対、応する磁場の強度
を得るようにしたものである。
分析装置の磁場を制御するにあたって、分析目標イオン
の質量数に対応する磁場の強度を越え九磁場を一旦発生
させた後、この磁場の増減分を単調減少または単調増加
させて分析目標イオンの質量数に対、応する磁場の強度
を得るようにしたものである。
すなわち、磁場強度株から磁場強度Ｈ，に制御する場合
には、第２図囚に示すように、電磁石のコる。ここで、
工！、Ｉｌは各々磁場強度Ｈ１，Ｈ，を発生させるため
の電流値であシ、ｊ工は電流値の微少変化分である。こ
の結果、磁場強度は第２図＠に示すようにＨｌからＨ，
を越えた値に制御される０次Ｋ 電流値の微少変化分Δ
■を第２図（４）に示すように順次単調減少させ、第２
図＠に示す目標磁場強度桟が得られたときに、電流をＩ
、に保持する。
には、第２図囚に示すように、電磁石のコる。ここで、
工！、Ｉｌは各々磁場強度Ｈ１，Ｈ，を発生させるため
の電流値であシ、ｊ工は電流値の微少変化分である。こ
の結果、磁場強度は第２図＠に示すようにＨｌからＨ，
を越えた値に制御される０次Ｋ 電流値の微少変化分Δ
■を第２図（４）に示すように順次単調減少させ、第２
図＠に示す目標磁場強度桟が得られたときに、電流をＩ
、に保持する。
この結果、電磁石によ多発生される磁場強度はＨｌに保
持される。なお、単調減少に要する時間は、１〜２秒程
度である。
持される。なお、単調減少に要する時間は、１〜２秒程
度である。
また、上記と逆に磁場強度へから磁場強度Ｈ１に制御す
る場合には、コイルに通電する電流を１．から１１−４
に立下がらせ、微少変化分Δ工を順次率、調増加させて
、目標磁場強度Ｈ１を発生させる。
る場合には、コイルに通電する電流を１．から１１−４
に立下がらせ、微少変化分Δ工を順次率、調増加させて
、目標磁場強度Ｈ１を発生させる。
なお、上記の磁場制御は電子計算機によシ行なわれる。
また、電流Ｉ、＋ΔＩ、Ｉ！−Δ工の保持時間は通常５
秒程度であるが、電流１１およびムの関数として与える
ことも可能であり、微少変化分は鉄５１１Ｆｅ＋に対応
するＩがおよそ８人である。この分析装置においては４
０ｍＡ程度が好ましい。
秒程度であるが、電流１１およびムの関数として与える
ことも可能であり、微少変化分は鉄５１１Ｆｅ＋に対応
するＩがおよそ８人である。この分析装置においては４
０ｍＡ程度が好ましい。
次に本発明の実施例を詳細に説明する。微少変化分Δ■
を４０ｍＡ、保持時間を５秒として、質量数１６．３２
，５４，５５．７２に対応する磁場を電子計算機を調節
することにより制御し、計測を行ったところ、第３図に
示す質量スペクトルが得られた。各質量スペクトルのピ
ークは、精度の良い強度が得られており、磁場制御に要
する時間は従来の方法と比較して１／２に減少した。
を４０ｍＡ、保持時間を５秒として、質量数１６．３２
，５４，５５．７２に対応する磁場を電子計算機を調節
することにより制御し、計測を行ったところ、第３図に
示す質量スペクトルが得られた。各質量スペクトルのピ
ークは、精度の良い強度が得られており、磁場制御に要
する時間は従来の方法と比較して１／２に減少した。
また、本発明の方法を利用して、ステンレス鋼板（ｓｕ
ｓ ４３０）表面上における酸化層のクロム”Ｃｒ＋、
マｙガン”Ｍｎ＋ 、鉄Ｓ？Ｆｅ＋およびシリコン″ｓ
Ｓｉ＋の各イオンについて、深さ方向の分布を測定した
結果を第４図に示す。第４図の横軸は、試料に加速電圧
２０ ＫＶの窒素イオンを照射したときのスパッタリン
グ時間であり、この時間は深さに対応する。また、縦軸
は、窒素イオンの照射に伴なって放出された各元素の二
次イオン強度を示す。なお、上記において計測装置にお
けるラスクサイズは、１５０Ｘ８０μｍエレクトリック
アパーチャーの大きさは、５０×４０μｍである。
ｓ ４３０）表面上における酸化層のクロム”Ｃｒ＋、
マｙガン”Ｍｎ＋ 、鉄Ｓ？Ｆｅ＋およびシリコン″ｓ
Ｓｉ＋の各イオンについて、深さ方向の分布を測定した
結果を第４図に示す。第４図の横軸は、試料に加速電圧
２０ ＫＶの窒素イオンを照射したときのスパッタリン
グ時間であり、この時間は深さに対応する。また、縦軸
は、窒素イオンの照射に伴なって放出された各元素の二
次イオン強度を示す。なお、上記において計測装置にお
けるラスクサイズは、１５０Ｘ８０μｍエレクトリック
アパーチャーの大きさは、５０×４０μｍである。
以上説明したように本発明によれば、磁場強度を急激に
変化させた時に生ずる磁場強度のドリフトが、逆方向に
与えられる磁場強度変化によシ防止されると共に１磁場
制御時間が短くなる、という特有の効果が得られる。
変化させた時に生ずる磁場強度のドリフトが、逆方向に
与えられる磁場強度変化によシ防止されると共に１磁場
制御時間が短くなる、という特有の効果が得られる。
第１図は、質量分析装置を示す概略図、第２図面は、コ
イル電流を示す線図、第２図（ハ）は、前記コイル電流
に対応する磁場強度を示す線図、第３図は、本発明の実
施例における質量数と計測装置の電流との関係を示す線
図、第４図は、前記実施例におけるスパッタリング時間
と二次イオン強度との関係を示す線図である。 １・・・イオン源、 ２・・・電磁石、 ３・・・コレクタスリット、 ４・・・イオンコレクタ、 ６・・・ホール素子、 ７・・・磁場検出器、 ９・・・電磁石用電源。 第１図 第２図 （Ａ） 第３図 Ｖ量鉄
イル電流を示す線図、第２図（ハ）は、前記コイル電流
に対応する磁場強度を示す線図、第３図は、本発明の実
施例における質量数と計測装置の電流との関係を示す線
図、第４図は、前記実施例におけるスパッタリング時間
と二次イオン強度との関係を示す線図である。 １・・・イオン源、 ２・・・電磁石、 ３・・・コレクタスリット、 ４・・・イオンコレクタ、 ６・・・ホール素子、 ７・・・磁場検出器、 ９・・・電磁石用電源。 第１図 第２図 （Ａ） 第３図 Ｖ量鉄
Claims (1)
- 分析目標イオンの運動軌跡を偏向させる九めに蚊分析目
標イオンの質量“数に対応する磁場を発生させ、該分析
目標イオンをコレクタスリット間に収束させて質量分析
を行う質量分析装置の磁場を制御するにあたって、前記
分析目標イオンの質量数に対応する磁場の強度を越えた
磁場を発生させた後、単調増減させて前記分析目標イオ
ンの質量数に対応する磁場の強度に一致するように制御
することを特徴とする質量分析装置の磁場制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18413181A JPS5887749A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 質量分析装置の磁場制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18413181A JPS5887749A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 質量分析装置の磁場制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5887749A true JPS5887749A (ja) | 1983-05-25 |
Family
ID=16147913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18413181A Pending JPS5887749A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 質量分析装置の磁場制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5887749A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6372057A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-04-01 | Shimadzu Corp | 質量分析計 |
-
1981
- 1981-11-17 JP JP18413181A patent/JPS5887749A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6372057A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-04-01 | Shimadzu Corp | 質量分析計 |
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