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JPH0351052B2 - - Google Patents
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JPH0351052B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0351052B2
JPH0351052B2 JP56138843A JP13884381A JPH0351052B2 JP H0351052 B2 JPH0351052 B2 JP H0351052B2 JP 56138843 A JP56138843 A JP 56138843A JP 13884381 A JP13884381 A JP 13884381A JP H0351052 B2 JPH0351052 B2 JP H0351052B2
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JP
Japan
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sample
ionization chamber
primary
mass spectrometer
secondary ion
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JP56138843A
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Hiroshi Hirose
Hideki Kanbara
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/10Ion sources; Ion guns
    • H01J49/14Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体クロマトグラフで分離した有機物
をも分析可能とする二次イオン質量分析計に係
り、特に、その二次イオン発生装置に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a secondary ion mass spectrometer that can also analyze organic substances separated by liquid chromatography, and particularly to a secondary ion generator thereof.

従来、金属や半導体の分析に使用されるイオン
マイクロアナライザ(IMA)は一種の二次イオ
ン質量分析計(以後SIMSと記す)ともいえるも
ので、この方面の技術は良く知られていることで
ある。既に実用されているSIMSは大形で一次イ
オン源と試料ホルダとの距離が大きく、一次イオ
ンを正確に試料に衝突させるには、その進行方向
を調整する偏向手段が必要であつた。また、一次
イオンビームの拡がりを防ぐためにビーム収束手
段が必要となり、その結果装置の構成が複雑とな
り大形となつていた。
Conventionally, the ion microanalyzer (IMA) used to analyze metals and semiconductors can be said to be a type of secondary ion mass spectrometer (hereinafter referred to as SIMS), and the technology in this field is well known. . SIMS that are already in practical use are large and have a large distance between the primary ion source and the sample holder, and in order to accurately collide the primary ions with the sample, a deflection means is required to adjust the direction of movement of the primary ions. Furthermore, a beam focusing means is required to prevent the primary ion beam from spreading, and as a result, the configuration of the device becomes complicated and large.

第1図は従来のイオン源の断面図であるが、こ
れはガスクロマトグラフ(以後GCと記す)で分
離流出した試料ガスを試料ガス導入パイプ17か
らイオン化室6に導入してイオンを作り、左側の
静電レンズ8、アーススリツト20を通過させて
質量分析計(以後MSと記す)に導入している。
即ち、この場合はGCで分離した試料成分のMS
を求めているが、液体クロマトグラフ(以後LC
と記す)のような不揮発性の有機試料の分析まで
は行われていなかつた。また、イオン化室6内で
のイオンの作成は、フイラメント7の先端を加熱
して生じた熱電子を電子入口23を介してイオン
化室6内に導入し、試料ガスと衝突させてイオン
ビーム13を生じさせている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional ion source, in which ions are created by introducing sample gas separated and flowing out by a gas chromatograph (hereinafter referred to as GC) into the ionization chamber 6 from the sample gas introduction pipe 17. It passes through an electrostatic lens 8 and a ground slit 20 and is introduced into a mass spectrometer (hereinafter referred to as MS).
In other words, in this case, MS of sample components separated by GC
liquid chromatograph (hereinafter referred to as LC)
Analysis of non-volatile organic samples such as Ions are created in the ionization chamber 6 by introducing thermionic electrons generated by heating the tip of the filament 7 into the ionization chamber 6 through the electron inlet 23 and colliding with the sample gas to form the ion beam 13. is causing it.

第2図は第1図のA−B断面図で、イオン化室
6の上辺に設けた電子入口23に近接したフイラ
メント7が設置され、その上部にはイオン源磁極
21のS極21aが設置され、イオン化室6の下
側にはN極21bが設置されている。これらのイ
オン源磁極21はイオン化室6より飛び出すイオ
ンビーム13に収束性を与えている。
FIG. 2 is a sectional view taken along line A-B in FIG. 1, in which the filament 7 is installed close to the electron inlet 23 provided on the upper side of the ionization chamber 6, and the S pole 21a of the ion source magnetic pole 21 is installed above it. , an N pole 21b is installed below the ionization chamber 6. These ion source magnetic poles 21 provide convergence to the ion beam 13 ejected from the ionization chamber 6.

このように従来のイオン源はガスのみが可能で
あつたが、最近はLCの発達につれて不揮発生の
有機試料のSIMS分析が強く要求されるようにな
つた。
As described above, conventional ion sources were only capable of using gas, but recently, with the development of LC, SIMS analysis of non-volatile organic samples has become strongly required.

本発明は小形高感度でガス体も液状有機試料も
分析可能な二次イオン質量分析計、特に二次イオ
ン質量分析法と電子衝撃形イオン化を同時に行な
うことのできる二次イオン質量分析計を提供する
ことを目的とし、その特徴とするところは、表面
に有機物試料を塗布した試料ホルダおよびガス試
料を収容するイオン化室と、このイオン化室の試
料ホルダを照射する一次イオンを発生する一次イ
オン源と、ガス試料の分子に衝撃を与えてイオン
化させる電子を発生する手段とを有し、試料ホル
ダの有機物試料又はガス試料よりイオンを発生さ
せてイオン化室より引出し、質量分析計に導入し
て分析するごとく構成した二次イオン質量分析計
において、試料ホルダを移動させない状態で試料
ホルダ前面部にそれぞれ一次イオンと電子とを照
射する一次イオン源と電子を発生する手段とが設
けられていることにある。
The present invention provides a small, highly sensitive secondary ion mass spectrometer that can analyze both gaseous and liquid organic samples, and in particular, a secondary ion mass spectrometer that can simultaneously perform secondary ion mass spectrometry and electron impact ionization. Its features include a sample holder whose surface is coated with an organic sample, an ionization chamber that accommodates the gas sample, and a primary ion source that generates primary ions to irradiate the sample holder in the ionization chamber. , a means for generating electrons that impact and ionize the molecules of the gas sample, generates ions from the organic sample or gas sample in the sample holder, pulls them out of the ionization chamber, and introduces them into a mass spectrometer for analysis. In a secondary ion mass spectrometer configured as shown in FIG. .

第3図は本発明の一実施例であるSIMSの二次
イオン発生装置の断面図である。第3図で第1図
と同一部分には同一符号が付してあり、3は一次
イオン源、4は試料ホルダ、14は一次イオンビ
ーム、18はリペラ電極、19は引出し電極、2
3は電子衝撃イオン化法(以下EIと称す)にお
ける電子入口を示している。一次イオン源3はイ
オン化室6の出口の斜め上方に設置し、イオン化
室6の出口の静電レンズ8の切欠き部および引出
し電極19の拡大開口部を通して試料ホルダ4に
一次イオンビーム14を照射している。試料ホル
ダ4の表面の有機物試料から放出された二次イオ
ンビーム13は、引出し電極19、静電レンズ8
およびアーススリツト20を通りMSに導入され
る。
FIG. 3 is a sectional view of a secondary ion generator for SIMS, which is an embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same parts as in FIG.
3 shows the electron entrance in the electron impact ionization method (hereinafter referred to as EI). The primary ion source 3 is installed obliquely above the exit of the ionization chamber 6, and irradiates the sample holder 4 with a primary ion beam 14 through the notch of the electrostatic lens 8 and the enlarged opening of the extraction electrode 19 at the exit of the ionization chamber 6. are doing. The secondary ion beam 13 emitted from the organic sample on the surface of the sample holder 4 is transmitted to the extraction electrode 19 and the electrostatic lens 8.
and is introduced into the MS through the earth slit 20.

引出し電極19に設けられている細隙は1×10
mm程度で、試料ホルダ4は別途真空外から挿入で
きる構造となつている。このときは通常のMSに
よる分析で使用されている電界脱離用エミツタ挿
入装置等の固体用プローブを用いれば便利であ
る。なお、一次イオン源3はこの場合はスリツト
機構とは離れて支持部材に取り付けられている。
The slit provided in the extraction electrode 19 is 1×10
mm, and the sample holder 4 has a structure that allows it to be inserted separately from outside the vacuum. In this case, it is convenient to use a solid-state probe such as an emitter insertion device for electric field desorption that is used in ordinary MS analysis. In this case, the primary ion source 3 is attached to a support member apart from the slit mechanism.

一次イオン源3は6〜10KV、試料ホルダ4に
は3KV、静電レンズ8には2.5KVが印加され、
アーススリツト20は接地電圧となつている。ま
た、イオン化室6内にはリペラ電極18が設置さ
れると共に、その背後の壁面は試料ガス導入パイ
プ17が接続されており、イオン化室6の前側は
第1図と同様にしてイオン源磁極21で挟まれて
いる。
6 to 10 KV is applied to the primary ion source 3, 3 KV is applied to the sample holder 4, and 2.5 KV is applied to the electrostatic lens 8.
The earth slit 20 is at ground voltage. In addition, a repeller electrode 18 is installed in the ionization chamber 6, and a sample gas introduction pipe 17 is connected to the wall behind it, and an ion source magnetic pole 21 is connected to the front side of the ionization chamber 6 in the same manner as shown in FIG. It is sandwiched between.

第4図は本発明の他の実施例であるSIMSの二
次イオン発生装置の断面図で、第3図と同じ部分
には同一符号を付してある。この場合は第3図の
場合よりも一次イオンビーム14の試料ホルダ4
への入射角を45°よりも大きくなるようにして二
次イオンの発生を増加させている。この入射角の
大きさに比例してSIMSの感度は向上する。
FIG. 4 is a sectional view of a SIMS secondary ion generator according to another embodiment of the present invention, in which the same parts as in FIG. 3 are given the same reference numerals. In this case, the sample holder 4 of the primary ion beam 14 is
The incidence angle is set to be larger than 45° to increase the generation of secondary ions. The sensitivity of SIMS improves in proportion to the magnitude of this incident angle.

イオン化室6への一次イオンビーム14の入射
角を大きくすると、EIのフイラメント7と、こ
のフイラメント7から発生した電子を収束させる
イオン源磁石21が障害となつてSIMSとの組合
せが困難となる。しかるに電子衝撃の場合の電子
放出を試料ホルダ4の前で行なつているのでEI
法を用いたGC/MSの場合でも容易に行うこと
ができる。即ち、EIによるGCの場合とLCの場合
のSIMSが試料ホルダ4を移動させることなく行
うことができるので、操作は容易となる。また、
LC試料を塗布した試料ホルダ4の入射角が大き
いので、SIMSの感度は更に増加する。
When the incident angle of the primary ion beam 14 into the ionization chamber 6 is increased, the EI filament 7 and the ion source magnet 21 that focuses the electrons generated from the filament 7 become obstacles, making it difficult to combine with SIMS. However, since the electron emission in the case of electron impact is performed in front of the sample holder 4, the EI
It can also be easily performed in the case of GC/MS using the method. That is, since SIMS for GC and LC using EI can be performed without moving the sample holder 4, the operation becomes easy. Also,
Since the angle of incidence of the sample holder 4 coated with the LC sample is large, the sensitivity of SIMS is further increased.

また、イオン化室6の試料ガス導入パイプ17
にはGC22のガス出口を連通させ、直接その流
出成分を分析できるようになつている。即ち、こ
の装置によればGCで分離した試料ガスを連続的
に、LCの分離試料はバツチ式で分析できる。な
お、リペラ電極18とフイラメント7とはイオン
化室6に対して数十ボルト正に帯電している。
In addition, the sample gas introduction pipe 17 of the ionization chamber 6
The gas outlet of the GC22 is connected to the GC22 so that the components flowing out can be directly analyzed. That is, with this device, sample gases separated by GC can be analyzed continuously, and samples separated by LC can be analyzed in batches. Note that the repeller electrode 18 and the filament 7 are positively charged with several tens of volts with respect to the ionization chamber 6.

本実施例の二次イオン発生装置は、イオン化室
の斜め上部と孔から一次イオンバームをイオン化
室内に導入し、この孔からフイラメントの電子も
入射させているので、GC分離試料ガスをEI法で
分析するときもLC分離有機物質を一次イオンビ
ームの入射角を大にして照射し分析するときも試
料ホルダを移動させることなくそのまま使用でき
る。したがつて分析操作が容易となる。また、一
次イオンビームの試料ホルダへの射角が大きいの
で、SIMSの感度が向上する等の効果が得られ
る。
In the secondary ion generator of this example, the primary ion balm is introduced into the ionization chamber from the diagonal upper part of the ionization chamber and the hole, and the electrons of the filament are also incident from this hole, so the GC-separated sample gas is processed by the EI method. Even when analyzing LC-separated organic substances by irradiating the primary ion beam at a large angle of incidence, it can be used as is without moving the sample holder. Therefore, analytical operations become easier. Furthermore, since the angle of incidence of the primary ion beam on the sample holder is large, effects such as improved sensitivity of SIMS can be obtained.

以上の如く、本発明は、試料ホルダの前面部に
電子ビーム通路が設けられており、高速イオン又
は粒子によるイオン化と電子衝撃形イオン化をイ
オン化室で同時に行なえるので、二次イオン質量
分析法と電子衝撃形イオン化を同時に行なうこと
ができる。
As described above, in the present invention, an electron beam path is provided in the front part of the sample holder, and ionization by fast ions or particles and electron impact ionization can be performed simultaneously in the ionization chamber, so that secondary ion mass spectrometry is possible. Electron impact ionization can be performed simultaneously.

例えば、一次イオン源3で生成されたアルゴン
イオンAr+は一次イオン加速電源により約10
〔kV〕に加速され、試料ホルダ4上の試料に向つ
て出射される。この一次イオンビーム14は加速
された後に電荷を失つた高速中性粒子でも全く同
じ作用がある。試料はグリセロールマトリクスに
なつており、一次イオンビーム14の照射によつ
てスパツターされるが、このうち一部の分子はイ
オン化される。このイオン化された分子は二次イ
オン加速電源により約3〔kV〕に加速されて質量
分析部に送られ分析される。この場合、SIMSの
試料(未知試料)は標準物質のことを考慮しない
で通常の測定と同様に取扱うことができる。
For example, the argon ions Ar + generated by the primary ion source 3 are approximately 10
It is accelerated to [kV] and emitted toward the sample on the sample holder 4. This primary ion beam 14 has exactly the same effect on high-speed neutral particles that have lost their charge after being accelerated. The sample is in the form of a glycerol matrix, which is sputtered by irradiation with the primary ion beam 14, of which some molecules are ionized. The ionized molecules are accelerated to about 3 [kV] by a secondary ion accelerating power source and sent to a mass spectrometry section for analysis. In this case, the SIMS sample (unknown sample) can be handled in the same way as a normal measurement without considering the reference material.

一方、試料ガス導入パイプ17からパーフルオ
ロケロセン(PFK)などの標準物質を導入し、
フイラメント7から出射された約80エレクトロン
ボルトの電子でイオン化され、質量分析法に送ら
れ分析される。この場合、標準物質のスペクトル
の高さは、電子電流や、導入系からの流量を変え
ることによつて容易に変えることが出来る。した
がつてSIMSスペクトルの強度に合わせて調節す
ることができる。また、PFKのスペクトルほ質
量数百以下から800以上まで等間隔で連続して存
在する。このため精密質量数補間時に精度が向上
する。この場合スパツターによるイオンと、電子
衝撃によるイオンは同電位のイオン化室から同時
に出射されるため、エネルギや軌道、時間に差が
生じない。このためこれらの二種類のイオンを用
いて精密質量測定が可能となる。
On the other hand, a standard substance such as perfluorokerocene (PFK) is introduced from the sample gas introduction pipe 17.
It is ionized by electrons of approximately 80 electron volts emitted from filament 7, and sent to mass spectrometry for analysis. In this case, the height of the spectrum of the standard substance can be easily changed by changing the electron current or the flow rate from the introduction system. Therefore, it can be adjusted according to the intensity of the SIMS spectrum. In addition, the spectrum of PFK ranges in mass from less than a few hundred to more than 800, continuously existing at equal intervals. This improves accuracy during accurate mass number interpolation. In this case, ions caused by sputtering and ions caused by electron impact are simultaneously ejected from the ionization chamber at the same potential, so there is no difference in energy, trajectory, or time. Therefore, accurate mass measurement is possible using these two types of ions.

この方法を用いて例えば難揮発物質であるカナ
マイシンB(Kanamycin−B)のプロトン付加分
子イオンの分子式がC18H38N5O10,m/
Z484.2569誤差−4.9ミリマスユニツトと打出すこ
とができた。
Using this method, for example, the molecular formula of the protonated molecular ion of Kanamycin B (Kanamycin-B), which is a refractory substance, can be determined as C18H38N5O10, m/
I was able to hit the ball with a Z484.2569 error of -4.9 mm.

一方精密質量測定以外の応用として電子衝撃に
より試料の分子イオンがこわされたフラグメント
イオンも同時に測定出来るため分子の構造情報も
得られる。電子の量とエネルギは良く制御できる
ためこれらの値を調節することにより分子イオン
とフラグメントの比を調整することも出来る。
On the other hand, as an application other than accurate mass measurement, it is also possible to simultaneously measure fragment ions in which the molecular ions of the sample are destroyed by electron bombardment, thereby providing information on the structure of the molecules. Since the amount and energy of electrons can be well controlled, the ratio of molecular ions to fragments can also be adjusted by adjusting these values.

このようにSIMS法と電子衝撃形イオン化を同
時に行なうことができるため、次のような効果を
有している。
Since the SIMS method and electron impact ionization can be performed simultaneously in this way, the following effects are achieved.

(1) SIMSで測定する難揮発性、高極性化合物
は、標準試料のことを考慮しないで、最も、そ
の試料に合つた溶接とマトリクスを選ぶことが
出来る。通常でも測定困難な物質を多く扱う
SIMS法では、このことは最も大切なことであ
る。
(1) For low-volatile, highly polar compounds measured by SIMS, it is possible to select the weld and matrix that best suit the sample, without considering the standard sample. Handling many substances that are difficult to measure even under normal circumstances
This is the most important thing in the SIMS method.

(2) 標準試料は電子衝撃形を用いているため、大
部分の化合物が使えるようになつた。たとえば
非極性化合物の炭化水素などはSIMS法ではイ
オンが生成されないので標準試料としては用い
ることはできなかつたが本発明によつて可能と
なつた。又電子衝撃スペクトルの方が同じ試料
であつてもピーク本数が多く出現する。このた
め精密質量数を算出する標準ピークが、未知ピ
ークのより近くに現れる確率が増え精度が向上
する。
(2) Since the standard sample uses the electron impact method, most compounds can now be used. For example, non-polar compounds such as hydrocarbons cannot be used as standard samples because ions are not generated by the SIMS method, but the present invention has made it possible. Furthermore, the electron impact spectrum has a larger number of peaks even for the same sample. Therefore, the probability that the standard peak for calculating the accurate mass number will appear closer to the unknown peak increases, improving accuracy.

(3) 標準物質のイオン化は電子衝撃法を用いてい
るため、ピークの高さは、電子電流、ガス圧力
などを変えることにより、未知物質のピークと
独立に、変えることができ、各ピークの高さを
揃えることが可能である。このことにより、各
ピークの重心点が精度良く測定でき、精密質量
測定の精度が向上した。
(3) Since the ionization of the standard substance uses the electron impact method, the height of the peak can be changed independently from the peak of the unknown substance by changing the electron current, gas pressure, etc. It is possible to make the height the same. As a result, the center of gravity of each peak could be measured with high accuracy, and the accuracy of accurate mass measurement was improved.

(4) SIMSスペクトルと電子衝撃イオン化スペク
トルが同時に得られるため、精密質量測定の精
度向上ばかりでなく、これらのスペクトルから
得られる情報はより分子の構造情報を含んでい
る。このことは質量スペクトル解析上重要なこ
とである。
(4) SIMS spectra and electron impact ionization spectra can be obtained simultaneously, which not only improves the accuracy of accurate mass measurements, but also allows the information obtained from these spectra to include more molecular structural information. This is important for mass spectrum analysis.

第5図は本発明の他の一実施例であるSIMSN
の二次イオン発生装置の断面図である。1は物点
スリツト、2は物点スリツト1の位置と間隔を調
節する微動装置、3はスリツト機構に取り付けら
れた1次イオン源である。この1次イオン源3よ
り放出された1次イオンビーム14がイオン化室
6の試料ホルダ4に照射されると、試料ホルダ4
の表面に塗布した有機試料から二次イオンが発生
し、二次イオンビーム13となつて静電レンズ8
と物点スリツト1のスリツト刃5間を通過しMS
15に導入される。
FIG. 5 shows SIMSN which is another embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a secondary ion generator. 1 is an object point slit, 2 is a fine movement device for adjusting the position and spacing of the object point slit 1, and 3 is a primary ion source attached to the slit mechanism. When the primary ion beam 14 emitted from the primary ion source 3 is irradiated onto the sample holder 4 in the ionization chamber 6, the sample holder 4
Secondary ions are generated from the organic sample applied to the surface of the electrostatic lens 8 and become a secondary ion beam 13.
MS passes between slit blade 5 of object point slit 1 and
15 will be introduced.

また、EIのときは、フイラメント7で発生し
電子をイオン化室6内に導入して試料ガスをイオ
ン化し、これにより二次イオンビーム13を発生
させる。なお、台9はイオン化室6を支持し、端
子10は一次イオン源3を励起させる電流を供給
するための接続調節用端子であり、イオン源箱1
1はこれらの部材を取り付けて二次イオン発生装
置を内蔵している容器であり、その下部開口は高
真空用の排気系12に接続されている。
Further, during EI, electrons generated by the filament 7 are introduced into the ionization chamber 6 to ionize the sample gas, thereby generating the secondary ion beam 13. Note that the stand 9 supports the ionization chamber 6, and the terminal 10 is a connection adjustment terminal for supplying a current to excite the primary ion source 3, and the ion source box 1
Reference numeral 1 denotes a container to which these members are attached and contains a secondary ion generator, and its lower opening is connected to an exhaust system 12 for high vacuum.

このように構成された二次イオン源の作用は第
3図、第4図の実施例の場合と同様で、ガス導入
系16からアルゴンやキセノン等のガスを一次イ
オン源3内に導入して励起させるが、一次イオン
源3の電極間には5〜6KVの電圧が印加されて
いるので、イオン化されたアルゴンは加速されて
試料ホルダ4上の有機物試料に衝突してスパツタ
すると共にイオン化する。イオン化された試料イ
オンは静電レンズ8、物点スリツト1のスリツト
刃5の間を通り、二次イオンビーム13となつて
MS15に導入される。
The operation of the secondary ion source configured in this way is similar to that of the embodiments shown in FIGS. 3 and 4, and a gas such as argon or xenon is introduced into the primary ion source 3 from the gas introduction system 16. However, since a voltage of 5 to 6 KV is applied between the electrodes of the primary ion source 3, the ionized argon is accelerated and collides with the organic sample on the sample holder 4, causing spatter and ionization. The ionized sample ions pass between the electrostatic lens 8 and the slit blade 5 of the object point slit 1, and become a secondary ion beam 13.
Introduced in MS15.

MSで高分解能を得るためには物点スリツト1
のスリツト刃5の間隙や位置を調整する必要があ
るが、この実施例の場合は物点スリツト1を動か
すと一次イオン源3も移動するので、一次イオン
ビーム14と二次イオンビーム13との関係位置
は変化しない。即ち、物点スリツト1と一次イオ
ン源3とは同一スリツト機構に取り付けられてい
るので、高分解能を得るのに好適な構造となつて
いる。したがつて、二次イオンビーム13を能率
良く引出すことができる。また、一次イオン源3
は試料ホルダ4になるべく接近させてあるので一
次イオンビーム14の広がりが少なく収束レンズ
を必要としないし、試料ホルダ4の表面に塗布し
た有機物試料を高感度で分析することができる。
To obtain high resolution with MS, object point slit 1
It is necessary to adjust the gap and position of the slit blade 5, but in this embodiment, when the object point slit 1 is moved, the primary ion source 3 is also moved, so the difference between the primary ion beam 14 and the secondary ion beam 13 is The relative position does not change. That is, since the object point slit 1 and the primary ion source 3 are attached to the same slit mechanism, the structure is suitable for obtaining high resolution. Therefore, the secondary ion beam 13 can be extracted efficiently. In addition, the primary ion source 3
Since the primary ion beam 14 is placed as close as possible to the sample holder 4, the spread of the primary ion beam 14 is small and no converging lens is required, and the organic sample coated on the surface of the sample holder 4 can be analyzed with high sensitivity.

試料ホルダ4をイオン化室6内に挿入するに
は、直接試料導入装置又は電界脱離用エミツタ挿
入プローブを使用する。
To insert the sample holder 4 into the ionization chamber 6, a direct sample introduction device or an emitter insertion probe for electric field desorption is used.

本実施例のSIMSの二次イオン発生装置は、試
料ホルダの近くに一次イオン源を設置しているの
で、収束レンズがなくとも多量の一次イオンを試
料ホルダ上の液体試料に衝突させて多量の二次イ
オンを得ることができる。また、MSとの関係を
調整するために物点スリツトを移動させても、こ
のスリツト機構に一次イオン源が取り付けてある
ので感度低下がなく調整が容易である。更に、全
体が簡単な構成となつているので組立てが容易で
ある等の効果が得られる。
The SIMS secondary ion generator of this example has a primary ion source installed near the sample holder, so even without a converging lens, a large amount of primary ions collide with the liquid sample on the sample holder to generate a large amount of primary ions. Secondary ions can be obtained. Furthermore, even if the object point slit is moved to adjust the relationship with the MS, since the primary ion source is attached to this slit mechanism, the adjustment is easy without a decrease in sensitivity. Furthermore, since the entire structure is simple, it is easy to assemble.

上記実施例の他に次のようなことも可能とな
る。即ち、LCの流出成分を回転ベルト方式でイ
オン化室6内い送り込み、多数の有機物試料を能
率良く分析することができる。このようにするに
は例えば試料ガス導入パイプ17の代りに回転ベ
ルトを挿入し、試料ガス導入パイプ17は紙面に
垂直な方向でイオン化室6に接続すると好都合で
ある。
In addition to the above embodiments, the following is also possible. That is, by sending the LC outflow components into the ionization chamber 6 using a rotating belt system, it is possible to efficiently analyze a large number of organic samples. To do this, for example, it is convenient to insert a rotating belt in place of the sample gas introduction pipe 17 and to connect the sample gas introduction pipe 17 to the ionization chamber 6 in a direction perpendicular to the plane of the paper.

本発明のSIMSは、LCの流出した有機物成分を
分析する手段と、GCより流出したガス試料成分
をEI法で分析する手段との切換えて使用するこ
ともできる。
The SIMS of the present invention can also be used by switching between a means for analyzing organic components discharged from LC and a means for analyzing gas sample components discharged from GC using the EI method.

以上の如く、本発明のSIMSは、小形高感度で
ガス体も液状有機試料も分析可能な二次イオン質
量分析計、特に、二次イオン質量分析法と電子衝
撃形イオン化を同時に行なうことができるという
効果をもつている。
As described above, the SIMS of the present invention is a small, highly sensitive secondary ion mass spectrometer that can analyze both gaseous and liquid organic samples, and in particular can perform secondary ion mass spectrometry and electron impact ionization simultaneously. It has this effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の二次イオン源の断面図、第2図
は第1図のA−B断面図、第3図は本発明の一実
施例であるSIMSの二次イオン発生装置の断面
図、第4図は本発明の他の実施例であるSIMSの
二次イオン発生装置の断面図、第5図は本発明の
更に他の実施例であるSIMSの二次イオン発生装
置の断面図である。 1……物点ストリツト、2……微動装置、3…
…一次イオン源、4……試料ホルダ、5……スリ
ツト刃、6……イオン化室、7……フイラメン
ト、8……静電レンズ、9……台、10……端
子、11……イオン源箱、12……排気系、13
……二次イオンビーム、14……一次イオンビー
ム、15……MS、16……ガス導入系、17…
…試料ガス導入パイプ、18……リペラ電極、1
9……引出し電極、20……アーススリツト、2
1……イオン源磁極、22……GC、23……電
子入口。
Fig. 1 is a sectional view of a conventional secondary ion source, Fig. 2 is a sectional view taken along line A-B in Fig. 1, and Fig. 3 is a sectional view of a SIMS secondary ion generator, which is an embodiment of the present invention. , FIG. 4 is a cross-sectional view of a secondary ion generator for SIMS, which is another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a secondary ion generator for SIMS, which is still another embodiment of the present invention. be. 1...Object point strip, 2...Fine movement device, 3...
...Primary ion source, 4... Sample holder, 5... Slit blade, 6... Ionization chamber, 7... Filament, 8... Electrostatic lens, 9... Stand, 10... Terminal, 11... Ion source Box, 12...Exhaust system, 13
...Secondary ion beam, 14...Primary ion beam, 15...MS, 16...Gas introduction system, 17...
... Sample gas introduction pipe, 18 ... Repeller electrode, 1
9... Extraction electrode, 20... Earth slit, 2
1...Ion source magnetic pole, 22...GC, 23...electron inlet.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 表面に有機物試料を塗布した試料ホルダおよ
びガス試料を収容するイオン化室と、このイオン
化室の上記試料ホルダを照射する一次イオンを発
生する一次イオン源と、上記ガス試料の分子に衝
撃を与えてイオン化させる電子を発生する手段と
を有し、上記試料ホルダの上記有機物試料又は上
記ガス試料よりイオンを発生させて上記イオン化
室より引出し、質量分析計に導入して分析するご
とく構成した二次イオン質量分析計において、上
記試料ホルダを移動させない状態で該試料ホルダ
前面部にそれぞれ一次イオンと電子とを照射する
上記一次イオン源と上記電子を発生する手段とが
設けられていることを特徴とする二次イオン質量
分析計。 2 上記一次イオン源が、上記イオン化室の出口
に配置したスリツト機構部に取り付けた装置であ
る特許請求の範囲第1項記載の二次イオン質量分
析計。 3 上記一次イオン源が、スリツト機構部とは別
個の部材に取り付け、これより発生する一次イオ
ンを引出し電極および静電レンズの切欠き部を通
過させて上記イオン化室内に斜めに入射させる装
置である特許請求の範囲第1項記載の二次イオン
質量分析計。 4 上記一次イオン源が、スリツト機構部とは別
個の部材に取り付け、これより発生する一次イオ
ンを上記スリツト機構部に近接した上記イオン化
室の電子入口を通過させて上記イオン化室内に斜
めに入射させる装置である特許請求の範囲第1項
記載の二次イオン質量分析計。 5 上記電子を発生する手段が熱電子を発生する
フイラメントである特許請求の範囲第1項から第
4項までの何れか1項記載の二次イオン質量分析
計。
[Scope of Claims] 1. A sample holder whose surface is coated with an organic sample and an ionization chamber that accommodates a gas sample, a primary ion source that generates primary ions to irradiate the sample holder in the ionization chamber, and means for generating electrons that impact molecules to ionize them, and generate ions from the organic sample or the gas sample in the sample holder, extract them from the ionization chamber, and introduce them into a mass spectrometer for analysis. In the secondary ion mass spectrometer configured as shown in FIG. A secondary ion mass spectrometer characterized by: 2. The secondary ion mass spectrometer according to claim 1, wherein the primary ion source is a device attached to a slit mechanism disposed at the exit of the ionization chamber. 3. The primary ion source is attached to a separate member from the slit mechanism, and the primary ions generated therefrom are passed through the extraction electrode and the notch of the electrostatic lens and obliquely enter the ionization chamber. A secondary ion mass spectrometer according to claim 1. 4 The primary ion source is attached to a member separate from the slit mechanism, and the primary ions generated therefrom are allowed to pass through an electron inlet of the ionization chamber close to the slit mechanism and obliquely enter the ionization chamber. The secondary ion mass spectrometer according to claim 1, which is an apparatus. 5. The secondary ion mass spectrometer according to any one of claims 1 to 4, wherein the means for generating electrons is a filament that generates thermoelectrons.
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