JPS60121659A - 粒子分析器 - Google Patents
粒子分析器Info
- Publication number
- JPS60121659A JPS60121659A JP58227871A JP22787183A JPS60121659A JP S60121659 A JPS60121659 A JP S60121659A JP 58227871 A JP58227871 A JP 58227871A JP 22787183 A JP22787183 A JP 22787183A JP S60121659 A JPS60121659 A JP S60121659A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particle
- field
- mass
- magnetic
- deflection
- 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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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/06—Electron- or ion-optical arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
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】
〔発明の技術分野〕
本光明は、荷電粒子または中性粒子を電場、磁場等の偏
向場で偏向させることによって前記各粒子のＩＩまたは
エネルギを分析するようにした粒子分析器に関する。
向場で偏向させることによって前記各粒子のＩＩまたは
エネルギを分析するようにした粒子分析器に関する。
従来より、荷電粒子や中性粒子の質量またはエネルギを
分析する粒子分析器として、粒子ビームを電場または磁
場等の偏向場中に入射させ、各粒子の偏向量を検出する
ことによって、上記の物理量の分析を行なうようにした
ものが知られている。
分析する粒子分析器として、粒子ビームを電場または磁
場等の偏向場中に入射させ、各粒子の偏向量を検出する
ことによって、上記の物理量の分析を行なうようにした
ものが知られている。
このような粒子分析器、例えば−例としてＨ＋、Ｄ＋の
ような荷電粒子の質量とエネルギとを分析する荷電粒子
質量エネルギ分析器は、通常、第１図および第２図に示
す如く構成されている。゛すなわち、同図において１は
真空容器であり、この真空容器１の側壁には荷電粒子ビ
ーム２の入射口である入射ポート３が設けられている。
ような荷電粒子の質量とエネルギとを分析する荷電粒子
質量エネルギ分析器は、通常、第１図および第２図に示
す如く構成されている。゛すなわち、同図において１は
真空容器であり、この真空容器１の側壁には荷電粒子ビ
ーム２の入射口である入射ポート３が設けられている。
真空容器１の内部には、上記荷電粒子の軌道上にコリメ
ータ４，５、磁極６ａ、６ｂ、電極７ａ、７ｂ。
ータ４，５、磁極６ａ、６ｂ、電極７ａ、７ｂ。
粒子検出器８がそれぞれ収容されている。コリメータ４
．５は前記荷電粒子ビーム２を所定の太さにした後、平
行ビームに整形するものである。前記磁極５ａ、５ｂは
、第１図中上下方向を長手方向とする長方形の磁極面９
ａ、９ｂを有し、これら磁極面９ａ、９ｂは所定間隙を
介して対向配置されている。これら磁極５ａ、 ６ｂは
各々に巻装されたコイル１０ａ、１０ｂへの通電によっ
て、第１図中紙面に直交する方向の磁場を生成する。
．５は前記荷電粒子ビーム２を所定の太さにした後、平
行ビームに整形するものである。前記磁極５ａ、５ｂは
、第１図中上下方向を長手方向とする長方形の磁極面９
ａ、９ｂを有し、これら磁極面９ａ、９ｂは所定間隙を
介して対向配置されている。これら磁極５ａ、 ６ｂは
各々に巻装されたコイル１０ａ、１０ｂへの通電によっ
て、第１図中紙面に直交する方向の磁場を生成する。
また、電極７ａ、７ｂは、第１図中上方から下方へその
幅が拡大する台形状の板体からなり、前記磁極面９ａ、
９ｂ間の所定間隔よりも広い間隔を介して上記磁極面９
ａ、９ｂと平行に対向配置され、前記磁場と同一方向の
電場を生成する。なお、図中１１は、真空容器１内のガ
スＰを排気する図示しないポンプに通じる排気口である
。
幅が拡大する台形状の板体からなり、前記磁極面９ａ、
９ｂ間の所定間隔よりも広い間隔を介して上記磁極面９
ａ、９ｂと平行に対向配置され、前記磁場と同一方向の
電場を生成する。なお、図中１１は、真空容器１内のガ
スＰを排気する図示しないポンプに通じる排気口である
。
しかして、このように構成された荷電粒子質量エネルギ
分析器において、入射ボート３から真空容器１内に導入
された荷電粒子ビーム２は、コリメータ４，５によって
平行ビームに整形され、磁？Ｍ６ａ、６ｂで生成された
磁場中に導入される。
分析器において、入射ボート３から真空容器１内に導入
された荷電粒子ビーム２は、コリメータ４，５によって
平行ビームに整形され、磁？Ｍ６ａ、６ｂで生成された
磁場中に導入される。
磁場中に導入された荷電粒子ビーム２の各粒子は、粒子
の運動方向および磁場方向と直交する方向の力を受け、
円形軌道を辿って１８０°偏向される。
の運動方向および磁場方向と直交する方向の力を受け、
円形軌道を辿って１８０°偏向される。
このとき各粒子の運動半径は、各粒子の運動エネルギに
よって決定される。したがって、１８０６鍋向された各
粒子は、磁場の端部において、運動エネルギに応じた位
置に直線上に分布する。
よって決定される。したがって、１８０６鍋向された各
粒子は、磁場の端部において、運動エネルギに応じた位
置に直線上に分布する。
磁場を通過した各荷電粒子は、電極７ａ、７ｂで生成さ
れる電場中に導入されることによって、さらに電場の方
向に偏向される。このときの各粒子の偏向量は、各粒子
の質量によって決定される。
れる電場中に導入されることによって、さらに電場の方
向に偏向される。このときの各粒子の偏向量は、各粒子
の質量によって決定される。
かくして、各粒子は、粒子検出器８における各粒子の質
量とエネルギとによって決まる二次元的位置にそれぞれ
入射され、ここに各粒子の質量およびエネルギが検出さ
れる。
量とエネルギとによって決まる二次元的位置にそれぞれ
入射され、ここに各粒子の質量およびエネルギが検出さ
れる。
ところで、このような荷電粒子質量エネルギ分析器では
、磁極６ａ、６ｂ間、または電極７ａ。
、磁極６ａ、６ｂ間、または電極７ａ。
７ｂ間に生成される磁束、電束が、全て同一方向である
ことが理想的であるが、実際には、各種の周縁部分には
、磁束または電束が外側へ湾曲した、いわゆるフリンジ
場が存在している。このため、コリメータ４，５を通過
した粒子のうちエネルギの小さいものは、磁場に導入さ
れる前に上記フリンジ場の影響を受けて、図中Ｑで示づ
如く、その軌道を僅か曲げられてしまう。このような軌
道のずれは、粒子検出器８の近傍では無視できない程度
に増幅されてしまうので、従来のこの種の粒子分析器で
は、上記フリンジ場の影響を考慮して、粒子ビームの軌
道を修正する必要があった。ところが、このようなフリ
ンジ場が荷電粒子に及ぼす影響は、種々の複雑な要因が
絡む問題であるだけに、容易に予惣し得るものではなく
、結局、従来は個々の装置について調整を必要どづる等
の不具合があった。
ことが理想的であるが、実際には、各種の周縁部分には
、磁束または電束が外側へ湾曲した、いわゆるフリンジ
場が存在している。このため、コリメータ４，５を通過
した粒子のうちエネルギの小さいものは、磁場に導入さ
れる前に上記フリンジ場の影響を受けて、図中Ｑで示づ
如く、その軌道を僅か曲げられてしまう。このような軌
道のずれは、粒子検出器８の近傍では無視できない程度
に増幅されてしまうので、従来のこの種の粒子分析器で
は、上記フリンジ場の影響を考慮して、粒子ビームの軌
道を修正する必要があった。ところが、このようなフリ
ンジ場が荷電粒子に及ぼす影響は、種々の複雑な要因が
絡む問題であるだけに、容易に予惣し得るものではなく
、結局、従来は個々の装置について調整を必要どづる等
の不具合があった。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、荷電粒子のフリンジ場による影
響を抑制でき、もって粒子ビームの軌道修正のための調
整を省略しくｌ、使い易さに優れ、かつ信頼性の高い粒
子分析器を提供することにある。
の目的とするところは、荷電粒子のフリンジ場による影
響を抑制でき、もって粒子ビームの軌道修正のための調
整を省略しくｌ、使い易さに優れ、かつ信頼性の高い粒
子分析器を提供することにある。
本発明は、電場、磁場等の偏向場に至る被粒子ビームの
通路に近接させて、上記偏向場の影響を阻止するシール
１一部材を設けたことを特徴としている。
通路に近接させて、上記偏向場の影響を阻止するシール
１一部材を設けたことを特徴としている。
このような構成であると、隔向場に至る粒子ビームの経
路は、磁気的または静電的に遮蔽されることになるので
、フリンジ場の影響を受け難くなる。このため、上記経
路における被分析粒子ビームの軌道を、磁気的にまたは
静電的に安定させることができ、この結果、測定の信頼
性を向上させることができるとともに、従来必要であっ
た調整作業を省略できる等の効果を奏する。
路は、磁気的または静電的に遮蔽されることになるので
、フリンジ場の影響を受け難くなる。このため、上記経
路における被分析粒子ビームの軌道を、磁気的にまたは
静電的に安定させることができ、この結果、測定の信頼
性を向上させることができるとともに、従来必要であっ
た調整作業を省略できる等の効果を奏する。
（発明の実施例〕
以下、本発明の詳細を図示の実施例に基づき説明する。
第３図は、本発明を荷電粒子質量エネルギ分析器に適用
した一実施例を示すもので、第１図と同一部分は同一符
号で示しである。したがって重複する部分の説明は省く
ことにする。
した一実施例を示すもので、第１図と同一部分は同一符
号で示しである。したがって重複する部分の説明は省く
ことにする。
この実施例が、従来の分析器と異なる点は、真空容器１
内の入射ポート３から、磁極６ａ、６ｂの入射端の直前
に至る荷電粒子ビーム２の通路を囲むように筒状体１５
を設けたことにある。この筒状体１５は、例えば軟鉄等
からなり、筒状体１５内部の磁気シール１〜効果と、静
電シールド効果とを光揮するものである。筒状体１５の
内部には、荷電粒子ビーム２の進行方向に所定間隔をお
いてコリメータ４．５が配置されている。なお、第３図
中１６．１７は、上記筒状体１５、入射ポー１−３およ
びコリメータ４で囲まれた空間内部のガスと、上記筒状
体１５、コリメータ４およびコリメータ５で囲まれた空
間の内部のガスとを、それぞれ真空容器１を介して容器
１外部へ排気するための孔である。
内の入射ポート３から、磁極６ａ、６ｂの入射端の直前
に至る荷電粒子ビーム２の通路を囲むように筒状体１５
を設けたことにある。この筒状体１５は、例えば軟鉄等
からなり、筒状体１５内部の磁気シール１〜効果と、静
電シールド効果とを光揮するものである。筒状体１５の
内部には、荷電粒子ビーム２の進行方向に所定間隔をお
いてコリメータ４．５が配置されている。なお、第３図
中１６．１７は、上記筒状体１５、入射ポー１−３およ
びコリメータ４で囲まれた空間内部のガスと、上記筒状
体１５、コリメータ４およびコリメータ５で囲まれた空
間の内部のガスとを、それぞれ真空容器１を介して容器
１外部へ排気するための孔である。
このような構成であると、コリメータ５から磁ｔｉ６ａ
、６ｂで形成された磁場中に至る荷電粒子の進行経路は
、電磁的、静電的に遮蔽されることになるので、エネル
ギの小さい荷電粒子でも、その軌道は安定したものとな
る。したがって、本実施例によれば、測定の信頼性が向
上するとともに、荷電粒子がフリンジ場によって受ける
影響を考慮して、予め分析器の調整を行なう等の手間が
省ける等の効果を奏づることができる。しかも、この場
合、真空容器１内の特定場所にシールド部材からなる筒
状体１５を設けるだ（プという、至って簡単な構成であ
るので、分析器全体の複雑化を招くようなこともない。
、６ｂで形成された磁場中に至る荷電粒子の進行経路は
、電磁的、静電的に遮蔽されることになるので、エネル
ギの小さい荷電粒子でも、その軌道は安定したものとな
る。したがって、本実施例によれば、測定の信頼性が向
上するとともに、荷電粒子がフリンジ場によって受ける
影響を考慮して、予め分析器の調整を行なう等の手間が
省ける等の効果を奏づることができる。しかも、この場
合、真空容器１内の特定場所にシールド部材からなる筒
状体１５を設けるだ（プという、至って簡単な構成であ
るので、分析器全体の複雑化を招くようなこともない。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば、第４図に示す如く、コリメータ５と磁極５ａ、
５ｂとの間の荷電粒子ビーム２の経路と、電極７ａ、７
ｂとの間に、例えばアルミニウムなどの静電シールド材
からなる板体２０を設けるようにしても良い。このよう
な簡単な構成であっても、荷電粒子ビーム２の上記経路
は、電極７ａ、７ｂで発生するフリンジ場を静電的に遮
断するので、荷電粒子の運動軌道の安定化に供すること
ができる。また、上記経路を磁気的にのみシールドする
ようにしてもよい。
例えば、第４図に示す如く、コリメータ５と磁極５ａ、
５ｂとの間の荷電粒子ビーム２の経路と、電極７ａ、７
ｂとの間に、例えばアルミニウムなどの静電シールド材
からなる板体２０を設けるようにしても良い。このよう
な簡単な構成であっても、荷電粒子ビーム２の上記経路
は、電極７ａ、７ｂで発生するフリンジ場を静電的に遮
断するので、荷電粒子の運動軌道の安定化に供すること
ができる。また、上記経路を磁気的にのみシールドする
ようにしてもよい。
なお、以上の例は荷電粒子質量エネルギ分析器に本発明
を適用した例であるが、例えばコリメータ４．５の設置
された場所に荷電交換セルを設けた中性粒子分析器にも
本発明は適用可能である。
を適用した例であるが、例えばコリメータ４．５の設置
された場所に荷電交換セルを設けた中性粒子分析器にも
本発明は適用可能である。
また、粒子質量エネルギ分析器のみに限らず、真空容器
内に磁場のみを形成した粒子エネルギ分析器や、真空容
器内に電場のみを形成した粒子質量分析器に本発明を適
用し得ることは言うまでもない。
内に磁場のみを形成した粒子エネルギ分析器や、真空容
器内に電場のみを形成した粒子質量分析器に本発明を適
用し得ることは言うまでもない。
第１図は従来の何重粒子質量エネルギ分析器を示す概略
的な断面図、第２図は上記荷電粒子質量エネルギ分析器
を第１図におけるＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に見
た図、第３図は本発明の一実施例に係る荷電粒子買置エ
ネルギ分析器を示す概略的な断面図、第４図は本発明の
他の実施例に係る荷電粒子質量エネルギ分析器を示す概
略的な断面図である。 １・・・真空容器、２・・・荷重粒子ビーム、３・・・
入射ボート、４，５・・・コリメータ、６ａ、６ｂ・・
・磁極、７ ａ 、 ７ ｂ −７１極、８・・・粒子
検出器、９ａ、９ｂ・・・磁面面、１０ａ、１０ｂ・・
・コイル、１１・・・排気口、１５・・・間４ｊ（体、
１６．１７・・・孔、２０・・・板体。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
的な断面図、第２図は上記荷電粒子質量エネルギ分析器
を第１図におけるＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に見
た図、第３図は本発明の一実施例に係る荷電粒子買置エ
ネルギ分析器を示す概略的な断面図、第４図は本発明の
他の実施例に係る荷電粒子質量エネルギ分析器を示す概
略的な断面図である。 １・・・真空容器、２・・・荷重粒子ビーム、３・・・
入射ボート、４，５・・・コリメータ、６ａ、６ｂ・・
・磁極、７ ａ 、 ７ ｂ −７１極、８・・・粒子
検出器、９ａ、９ｂ・・・磁面面、１０ａ、１０ｂ・・
・コイル、１１・・・排気口、１５・・・間４ｊ（体、
１６．１７・・・孔、２０・・・板体。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- 被分析粒子ビームを電場、磁場等の偏向場で偏向させ、
その偏向量を検出することによって前記ビームを構成す
る各粒子の質量またはエネルギを分析するようにした粒
子分析器において、前記偏向場に至る前記被分析粒子ビ
ームの通路に近接させて前記偏向場のフリンジ場の影響
を阻止するシールド部材を設けたことを特徴とする粒子
分析器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58227871A JPS60121659A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 粒子分析器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58227871A JPS60121659A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 粒子分析器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60121659A true JPS60121659A (ja) | 1985-06-29 |
| JPH0534772B2 JPH0534772B2 (ja) | 1993-05-24 |
Family
ID=16867653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58227871A Granted JPS60121659A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 粒子分析器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60121659A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999066535A3 (en) * | 1998-06-19 | 2000-04-27 | Superion Ltd | Apparatus and method relating to charged particles |
-
1983
- 1983-12-02 JP JP58227871A patent/JPS60121659A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999066535A3 (en) * | 1998-06-19 | 2000-04-27 | Superion Ltd | Apparatus and method relating to charged particles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0534772B2 (ja) | 1993-05-24 |
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