JP5678189B2 - Uv照射及び電子を用いる気体のイオン化方法及び気体の同定方法、ならびにその装置 - Google Patents
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Description
1 イオン源
2 イオン移動度分光計
3 注入口システム
4 検出器
5 イオン源チャンバ
6 仕切り
7 電子ウィンドウ
8 UV照射透過性ウィンドウ
9 ガスチャンバ
10 第二電子ウィンドウ
11 ドリフト電極
12 電子ゲート
13 遮蔽グリッド
14 フィラメント
15 配置電極
16 高周波電極
17 反応イオン
18 生成イオン
19 ドリフト管
20 反応チャンバ
21 ドリフト空間
22 電界放出チップ
23 加速グリッド
Claims (18)
- 気体を同定及びイオン化する方法であって、
前記同定対象の気体を反応チャンバ内でイオン化し、
生じた生成イオンを測定することを含み、
前記生成イオンの測定が、前記生成イオンを電場に暴露し、イオン検出器で検出することにより行われ、
前記イオン化が、UV照射により行われ、これと同時に又は連続して、電子によるイオン化が行われ、
電子源から生成する前記電子は、
a)電子ウィンドウへ向けて加速され、前記ウィンドウを通過し、及び/又は制動放射を生じ、結果として反応チャンバ内の分子をイオン化し、
b)第二の電子ウィンドウへ向けて加速され、前記第二の電子ウィンドウを通過し、そして高圧チャンバ内でUV照射を生じ、前記UV照射がUV透過性ウィンドウを透過して前記反応チャンバ内の分子をイオン化することを特徴とする、方法。 - 請求項1記載の方法であって、
前記イオン化が、電子を低圧領域において電気的に加速させ、前記電子を電子透過性の前記電子ウィンドウへ向けて加速させることにより行われることを特徴とし、
前記電子が、前記ウィンドウを透過した後に高圧領域内でイオンを生成する、方法。 - 請求項1記載の方法であって、
前記イオン化が、電子を低圧領域において電気的に加速させ、前記電子を電子透過性の前記電子ウィンドウへ向けて加速させることにより間接的に行われることを特徴とし、
前記電子が、前記ウィンドウを透過することで大きく減速されて生じる制動放射を高圧領域で用いてイオンを生成する、方法。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の方法であって、
前記UV照射が、ガス放電により生じ、
前記電子が、ガス放電から配置電極により抽出されて前記電子ウィンドウへ収束されることを特徴とする、方法。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の方法であって、
電子源から生成する前記電子は、フィラメント又は一つ以上の電界放出チップから生成することを特徴とする、方法。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の方法であって、
前記電子によるイオン化が、UV照射によるイオン化を行う間に、前記電子を特定の時のみに前記電子ウィンドウへ誘導することにより不連続的に起こることを特徴とする、方法。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載の方法であって、
前記UV照射及び電子衝突によるイオン化が不連続に起こり、
a)前記電子が、電子透過性ウィンドウへ誘導されることにより反応チャンバ内でイオンが生じ、そして、
b)電子が、前記第二の電子ウィンドウに特定の時のみに誘導され、これらの電子がガスチャンバ内の気体と相互作用してUV照射を生じ、当該UV照射は次にUV透過性ウィンドウを透過して反応チャンバに入り、
よってイオン化は電子又はUV照射により行われ、ここで、
2種のうち1種のイオン化が継続して行われ、第二の種類のイオン化は追加的にわずかにスイッチオンされることを特徴とする、方法。 - 請求項1乃至7のいずれかに記載の方法であって、
前記UV照射によるイオン化と前記電子衝突によるイオン化とが、不連続かつ交互に、短い間隔、すなわち、数ミリ秒の間隔で行われることを特徴とすることを特徴とする、方法。 - 請求項1乃至8のいずれかに記載の方法であって、
物質の同定のために、UV照射によるイオン化を行い測定されたスペクトルと、電子衝突によるイオン化を行い測定されたスペクトルとが、組み合わせて考慮され、
データベースとの比較により物質が同定されることを特徴とする、方法。 - 気体をイオン化及び同定する装置であって、
イオン源チャンバ(5)、
前記イオン源チャンバ(5)に設けられたイオン源(1)、及び
イオン移動度分光計(2)を含み、
前記イオン源チャンバ(5)及び前記イオン移動度分光計(2)との間には仕切り(6)が設けられ、
前記仕切り(6)には、UV照射を透過させるウィンドウ(8)及び電子を透過させるウィンドウ(7)が設けられていることを特徴とし、
UV照射及び電子照射は、前記イオン源チャンバ(5)内の前記イオン源(1)により生じさせることができる、装置。 - 請求項10記載の装置であって、
前記イオン源チャンバ(5)内に、希ガスがガス放電に最適の圧力、具体的にはミリバールの範囲内で存在し、
前記ウィンドウ(8)は、例えばフッ化マグネシウム又はフッ化カルシウムから形成され、前記ガス放電により生じるUV照射を透過させ、前記イオン源チャンバ(5)と反応チャンバ(20)とを区切り、
別のウィンドウ(7)は、電子ウィンドウであり、電子を透過させ、例えば窒化ケイ素、ダイアモンド又はベリリウムから形成され、UV照射を透過させる前記ウィンドウ(8)の隣に配置されており、
前記イオン源チャンバ(5)内には、ガス放電により生じた電子を加速させ、前記ウィンドウ(7)へ収束させるための電極(15)が配置されていることを特徴とする、装置。 - 請求項10記載の装置であって、
前記イオン源チャンバ(5)内は高真空、具体的には10−6ミリバール未満の圧力に保たれており、
前記イオン源チャンバ(5)は、二つのウィンドウ(7,10)により区切られ、これらのウィンドウは電子透過性であり、
前記ウィンドウ(7)は、反応チャンバ(20)に直接隣接しており、
他方のウィンドウ(10)は高圧チャンバ(9)に隣接しており、
前記高圧チャンバ(9)内には希ガスが0.1バールより高い圧力で存在し、
前記高圧チャンバ(9)が、UV照射を透過させるウィンドウ(8)を介して前記反応チャンバ(20)に隣接していることを特徴とする、装置。 - 請求項10乃至12のいずれかに記載の装置であって、
前記電子ウィンドウ(7)は、電子を減速させ、制動放射を透過させ、具体的には、金属で被覆されたベリリウムから形成されることを特徴とする、装置。 - 請求項10乃至13のいずれかに記載の装置であって、
前記イオン源チャンバ(5)内に配置電極(15)が配置され、
前記配置電極(15)が、電子を加速させ、当該電子を前記電子ウィンドウ(7,10)へ向けて移動させるか、又は、これらの電子ウィンドウ(7,10)からそれるように移動させる、装置。 - 請求項10乃至14のいずれかに記載の装置であって、
前記イオン源チャンバ(5)内には、電子仕事関数が低い材料を含む電子源が配置され、
前記イオン源チャンバ(5)内には、光子を生じる外部光源が一つ以上配置されており、当該光子の光電効果により電子源において電子が放出される、装置。 - 請求項10乃至15のいずれかに記載の装置であって、
前記UV透過性ウィンドウ(8)と前記電子ウィンドウ(7)とは同一の面に配置されておらず、
前記二つのウィンドウ(7,8)は、UV照射と電子及び/又は制動放射とが反応チャンバ(20)内で交差し得るように配置されている、装置。 - 請求項10乃至16いずれかに記載の装置であって、
前記イオン源チャンバ(5)が、イオン移動度分光計(2)の反応チャンバ(20)と結合されている、装置。 - 請求項10乃至16いずれかに記載の装置であって、
前記イオン源チャンバ(5)が、反応チャンバ(20)又は質量分析計の注入領域と(具体的には注入キャピラリ又は注入アパーチャーと直接)結合されている、装置。
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