JPS6371680A - イオン検出器 - Google Patents
イオン検出器Info
- Publication number
- JPS6371680A JPS6371680A JP61216035A JP21603586A JPS6371680A JP S6371680 A JPS6371680 A JP S6371680A JP 61216035 A JP61216035 A JP 61216035A JP 21603586 A JP21603586 A JP 21603586A JP S6371680 A JPS6371680 A JP S6371680A
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- Japan
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- scintillator
- ion
- ions
- secondary electrons
- converter
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- Pending
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- Measurement 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、イオン検出器に係り、特に、正負の荷電粒子
を同−利・得、高感度、かつ定量性よく検出するのに好
適なイオン検出器に関する。
を同−利・得、高感度、かつ定量性よく検出するのに好
適なイオン検出器に関する。
従来のイオン検出器は、特許第８８８，８２１号に記載
のように、イオン−電子変換器、シンチレータおよび光
電子増倍管から構成されている。この構成において、信
号としてのイオンは、まず電子に変換され、この電子が
加速されてシンチレータに照射され光に変換され、最後
に光信号が光電子増倍管で増幅され、電気信号として検
出される。
のように、イオン−電子変換器、シンチレータおよび光
電子増倍管から構成されている。この構成において、信
号としてのイオンは、まず電子に変換され、この電子が
加速されてシンチレータに照射され光に変換され、最後
に光信号が光電子増倍管で増幅され、電気信号として検
出される。
上記従来技術は、イオン−電子変換器で発生した二次電
子のシンチレータ表面への集束については配慮がされて
おらず、二次電子の利用効率（発生した二次電子のうち
のどれだけがシンチレータに到達するか）が低く、その
結果、検出器としての増幅率がその分だけ低くなり、信
号をパルス計数する場合には計数効率が低くなるという
問題があった。
子のシンチレータ表面への集束については配慮がされて
おらず、二次電子の利用効率（発生した二次電子のうち
のどれだけがシンチレータに到達するか）が低く、その
結果、検出器としての増幅率がその分だけ低くなり、信
号をパルス計数する場合には計数効率が低くなるという
問題があった。
本発明の目的は、従来技術での上記した問題を改良し、
検出器としての検出限界を向上させ、高感度とすること
ができ、かつ、正、負の両イオンを同一の利得で検出す
ることのできるイオン検出器を提供することにある。
検出器としての検出限界を向上させ、高感度とすること
ができ、かつ、正、負の両イオンを同一の利得で検出す
ることのできるイオン検出器を提供することにある。
ｃ問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明では、以下のような
構成を採用する。すなわち、検出されるイオンを電子に
変換して出力するイオン−電子変換器と、そのイオン−
電子変換器から出力される電子を光に変換するシンチレ
ータまたは蛍光体（以下両者を含めてシンチレータと呼
ぶ）と、このシンチレータからの光を増幅して電気信号
として検出する光電変換器とからなるイオン検出器にお
いて、イオン−電子変換器とシンチレータとの間にメツ
シュ状電極または穴あき電極（以下メツシュ状電極と総
称する）を挿入し、このメツシュ状電極とシンチレータ
の表面形状を、両者の間にできる電場によって電子がシ
ンチレータに集束されるように、わん曲面どするととも
に、イオン−電子変換器を接地電位とする構成とする。
構成を採用する。すなわち、検出されるイオンを電子に
変換して出力するイオン−電子変換器と、そのイオン−
電子変換器から出力される電子を光に変換するシンチレ
ータまたは蛍光体（以下両者を含めてシンチレータと呼
ぶ）と、このシンチレータからの光を増幅して電気信号
として検出する光電変換器とからなるイオン検出器にお
いて、イオン−電子変換器とシンチレータとの間にメツ
シュ状電極または穴あき電極（以下メツシュ状電極と総
称する）を挿入し、このメツシュ状電極とシンチレータ
の表面形状を、両者の間にできる電場によって電子がシ
ンチレータに集束されるように、わん曲面どするととも
に、イオン−電子変換器を接地電位とする構成とする。
電子は、電場の方向と逆方向に加速される。したがって
、メツシュ状電極とシンチレータの表面形状をわん曲面
として電場の逆方向がシンチレータ表面に集束するよう
にしたことで、イオン−電子変換器で発生した二次電子
は、メツシュ状電極を通過後、シンチレータ表面に集束
するようになり、二次電子の利用効率が高くなる。また
、イオン−電子変換器を接地電位としたのは、エネルギ
ーが同一で逆極性を持つ正、食面イオンを同一エネルギ
ーで受けとめるためである。
、メツシュ状電極とシンチレータの表面形状をわん曲面
として電場の逆方向がシンチレータ表面に集束するよう
にしたことで、イオン−電子変換器で発生した二次電子
は、メツシュ状電極を通過後、シンチレータ表面に集束
するようになり、二次電子の利用効率が高くなる。また
、イオン−電子変換器を接地電位としたのは、エネルギ
ーが同一で逆極性を持つ正、食面イオンを同一エネルギ
ーで受けとめるためである。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図において、１はイオン−電子変換器、２はメツシュ状
電極、３はシンチレータ４の表面に付着されたアルミニ
ウム膜、５は光電子増倍管。
図において、１はイオン−電子変換器、２はメツシュ状
電極、３はシンチレータ４の表面に付着されたアルミニ
ウム膜、５は光電子増倍管。
６はメツシュ状電極２とアルミニウム膜３との間に電子
加速用の高圧電圧を印加する高圧電源である。ここで、
メツシュ状電極２とシンチレータ４の表面形状は、イオ
ン−電子変換器１で発生する二次電子７がアルミニウム
膜３上に集束するように、同一中心を持つ球面とした。
加速用の高圧電圧を印加する高圧電源である。ここで、
メツシュ状電極２とシンチレータ４の表面形状は、イオ
ン−電子変換器１で発生する二次電子７がアルミニウム
膜３上に集束するように、同一中心を持つ球面とした。
また、光電子増倍管５は、雑音となる光電面からの熱電
子発生を少なくするように、５ ｎｕ Ｘ ８ ｍの比
較的小さな光の入射窓を持つ、ホトンカウンティング用
のものとした。
子発生を少なくするように、５ ｎｕ Ｘ ８ ｍの比
較的小さな光の入射窓を持つ、ホトンカウンティング用
のものとした。
次に動作について述へる。ここでは、イオンマイクロア
ナライザの二次イオン検出を行う場合として説明する。
ナライザの二次イオン検出を行う場合として説明する。
まず、正イオン検出の場合について述べる。＋３ｋＶで
加速され、質量分析器８を通過したイオン９は、まず接
地電位のイオン−電子変換器１で二次電子７に変換され
る。これらの二次電子７は、メツシュ状電極２を通過し
た後、高圧電源６により印加される加速電圧により生じ
た電場の方向と逆方向に加速され、アルミニウム膜３の
表面に集束され照射される。ここで二次電子７はシンチ
レータ４に達し、光に変換される。
加速され、質量分析器８を通過したイオン９は、まず接
地電位のイオン−電子変換器１で二次電子７に変換され
る。これらの二次電子７は、メツシュ状電極２を通過し
た後、高圧電源６により印加される加速電圧により生じ
た電場の方向と逆方向に加速され、アルミニウム膜３の
表面に集束され照射される。ここで二次電子７はシンチ
レータ４に達し、光に変換される。
この光が光電子増倍管５によって増幅され検出される。
光電子増倍管５の出力を電圧パルスに変換して、パルス
の個数を計数するパルス計数方式を使用した場合、検出
すべきイオンに対する計数効率が１００％に近い値を得
た。これによって検出器の検出限界を大幅に向上させる
ことができた。負イオン検出の場合は、−３ｋＶに加速
されたイオンがイオン−電子変換器１に入射することに
なるが、上記の正イオンの場合と同様に、同一利得で検
出することができる。
の個数を計数するパルス計数方式を使用した場合、検出
すべきイオンに対する計数効率が１００％に近い値を得
た。これによって検出器の検出限界を大幅に向上させる
ことができた。負イオン検出の場合は、−３ｋＶに加速
されたイオンがイオン−電子変換器１に入射することに
なるが、上記の正イオンの場合と同様に、同一利得で検
出することができる。
本実施例によれば、イオン−電子変換器から発生した二
次電子を集束して、効率よく利用できるため、特にホト
ンカウンティング用に低雑音とすべく光入射窓を小さく
した光電子増倍管に対しても、効率よく信号を導くこと
ができ、パルス計数方式を使用した場合、１００％に近
い高い計数効率が得られ、雑音は毎秒１個以下と小さく
することができ、検出器の検出限界を大幅に向上させる
ことができる。したがって、二次イオン数個程度の極微
量成分の定量分析が可能となる。また、同一エネルギー
を持つ、正および負のイオンを同一利得で計測できるの
で、正の二次イオン強度と負の二次イオン強度を定量的
に比較することができる。
次電子を集束して、効率よく利用できるため、特にホト
ンカウンティング用に低雑音とすべく光入射窓を小さく
した光電子増倍管に対しても、効率よく信号を導くこと
ができ、パルス計数方式を使用した場合、１００％に近
い高い計数効率が得られ、雑音は毎秒１個以下と小さく
することができ、検出器の検出限界を大幅に向上させる
ことができる。したがって、二次イオン数個程度の極微
量成分の定量分析が可能となる。また、同一エネルギー
を持つ、正および負のイオンを同一利得で計測できるの
で、正の二次イオン強度と負の二次イオン強度を定量的
に比較することができる。
本発明によれば
（１）イオン−電子変換器で発生した二次電子を効率よ
く利用することができ、イオン検出器として高い利得を
持つ、 （２）パルス計数方式と結合すると１００％に近い計数
効率が得られる、 （３）上記（２）の場合、特に低雑音の光電子増倍管を
用いた場合でも、効率よく光を光電面に導くことができ
、毎秒１個以下の雑音で信号を検出することができ、検
出器の検出限界を大幅に向上させることができる、 （４）同一エネルギーを持つ、正および負のイオンを同
一利得で計測できる、 （５）装置が簡単でコストが低減できる、などの効果を
生じる。
く利用することができ、イオン検出器として高い利得を
持つ、 （２）パルス計数方式と結合すると１００％に近い計数
効率が得られる、 （３）上記（２）の場合、特に低雑音の光電子増倍管を
用いた場合でも、効率よく光を光電面に導くことができ
、毎秒１個以下の雑音で信号を検出することができ、検
出器の検出限界を大幅に向上させることができる、 （４）同一エネルギーを持つ、正および負のイオンを同
一利得で計測できる、 （５）装置が簡単でコストが低減できる、などの効果を
生じる。
第１図は本発明の一実施例の縦断面図である。
符号の説明
１・・・イオン−電子変換器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、イオンを電子に変換するイオン−電子変換器と、該
変換器のイオン照射面から放出される二次電子を光に変
換するシンチレータと、この光を電気信号に変換して検
出する光電変換器と、上記シンチレータに二次電子加速
用電圧を供給する電圧源とからなるイオン検出器におい
て、イオン−電子変換器とシンチレータとの間にメッシ
ュ状電極が配置され、このメッシュ状電極の表面と上記
シンチレータの表面とが、二次電子をシンチレータ表面
に集束させる曲面形状に形成されていることを特徴とす
るイオン検出器。 ２、前記メッシュ状電極およびシンチレータの表面が同
心の半球面に形成されていて二次電子をその中心方向に
集束させるものであることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のイオン検出器。 ３、前記イオン−電子変換器が接地電位に保持されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のイオン
検出器。 ４、前記光電変換器が光電子増倍管であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のイオン検出器。 ５、前記光電変換器が、光電子増倍管と、その出力を計
数するパルスカウンタとからなることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のイオン検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61216035A JPS6371680A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | イオン検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61216035A JPS6371680A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | イオン検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6371680A true JPS6371680A (ja) | 1988-04-01 |
Family
ID=16682266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61216035A Pending JPS6371680A (ja) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | イオン検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6371680A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005004186A3 (en) * | 2003-06-26 | 2005-06-30 | Fei Co | Particle detector suitable for detecting lons and electrons |
| WO2006120005A1 (en) * | 2005-05-11 | 2006-11-16 | El-Mul Technologies Ltd. | Particle detector for secondary ions and direct and or indirect secondary electrons |
| WO2009144727A2 (en) | 2008-05-30 | 2009-12-03 | El-Mul Technologies, Ltd. | Charged particle detection system and method |
| US8164059B2 (en) | 2007-06-18 | 2012-04-24 | Fei Company | In-chamber electron detector |
| JP2012531710A (ja) * | 2009-06-24 | 2012-12-10 | カール ツァイス エヌティーエス エルエルシー | 荷電粒子検出器 |
| JP2013026152A (ja) * | 2011-07-25 | 2013-02-04 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子顕微鏡 |
-
1986
- 1986-09-16 JP JP61216035A patent/JPS6371680A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7009187B2 (en) * | 2002-08-08 | 2006-03-07 | Fei Company | Particle detector suitable for detecting ions and electrons |
| WO2005004186A3 (en) * | 2003-06-26 | 2005-06-30 | Fei Co | Particle detector suitable for detecting lons and electrons |
| WO2006120005A1 (en) * | 2005-05-11 | 2006-11-16 | El-Mul Technologies Ltd. | Particle detector for secondary ions and direct and or indirect secondary electrons |
| US8164059B2 (en) | 2007-06-18 | 2012-04-24 | Fei Company | In-chamber electron detector |
| WO2009144727A2 (en) | 2008-05-30 | 2009-12-03 | El-Mul Technologies, Ltd. | Charged particle detection system and method |
| EP2297763A4 (en) * | 2008-05-30 | 2012-05-30 | El Mul Technologies Ltd | SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING LOADED PARTICLES |
| JP2012531710A (ja) * | 2009-06-24 | 2012-12-10 | カール ツァイス エヌティーエス エルエルシー | 荷電粒子検出器 |
| US9000396B2 (en) | 2009-06-24 | 2015-04-07 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Charged particle detectors |
| JP2013026152A (ja) * | 2011-07-25 | 2013-02-04 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子顕微鏡 |
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