JPS5837539A - Flowing method for carrier gas of flameless atomic light absorption analysis - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To decrease the fluctuation of atom vapor at the time of atomizing and to restrain the consumption of an atomizing part at the time of cleaning, by stopping a carrier gaseous flow for 0.1-5sec before atomizing and also, starting again immediately after the atomizing. CONSTITUTION:A sample solution is charged into an atomizing part of a high temperature furnace and is dried, thereafter, heat treatment is carried out. A sheath gaseous flow is stopped by closing a solenoid valve for carrier gaseous flow and atomization is carried out after 0.1-5sec at the latter half of said heat treatment. At the same time, the absorption intensity of light having some specific wavelength by atom vapor is detected by using a hollow cathode lamp, a spectroscope and a detector and the density of metals to be measured is measured. Further, the solenoid valve for the carrier gas flow is opened immediately after the atomization and a carrier gas flow is flowed again and then, heat cleaning of the atomizing part of the high temperature furnace is carried out at high temperature. Hereby, the fluctuation of atom vapor is decreased and the measurement of atomic absorbance is performed in good accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、環境計測、医学・労働衛生・公衆衛生、石油
化学工業、金属・冶金工業、非金属工業、食品・水産工
業、電子工業等の分野で広く応用されている、微量分析
を目的としたフレームレス原子吸光光度の自動分析法に
関するものである。[Detailed description of the invention] The present invention is widely applied in fields such as environmental measurement, medicine/occupational health/public health, petrochemical industry, metal/metallurgy industry, non-metal industry, food/fishery industry, electronic industry, etc. This paper relates to an automatic flameless atomic absorption spectrometry analysis method for trace analysis.

電子工業分野、特に半導体材料、オプトエレクトロニク
ス材料を用いたデバイスの研究・開発、製品の製造にお
いては、その目的とするデノ（イスの性能を制御するた
め、より微量な成分元素、不純物元素の分析を行なう必
要がある。例えば　Ｓｉ半導体やＧａＡｓ　　等の化合
物半導体中のＦｅ　ｔＣｕ　＋ＡｌｌＣｒ、Ｓｉの微量
不純物の分析は重要な課題である。In the field of electronics industry, especially in the research and development of devices and manufacturing of products using semiconductor materials and optoelectronic materials, in order to control the performance of the intended denomination device, trace amounts of component elements and impurity elements are For example, analysis of trace impurities such as Fe tCu +AllCr and Si in compound semiconductors such as Si semiconductors and GaAs is an important issue.

特にＧａＡｓ　　中においてはＣｒ、Ｓｉの微量不純物
の分析が大切なテーマとなっている。このような微量不
純物の分析方法は種々あるが、その中の一つにフレーム
レス原子吸光光度法がある。それは次のようなものであ
る。In particular, analysis of trace impurities such as Cr and Si in GaAs is an important theme. There are various methods for analyzing such trace impurities, one of which is flameless atomic absorption spectrometry. It is something like this:

高温度へ雰囲気にふ・かれた物質は解離されて、原子の
蒸気となる。この場合１．原子は高いエネルギーレベル
のものと、低いエネルギーのものがある。原子吸光分析
は、この低いエネルギーレベルの原子の性質を利用する
。低いエネルギーレベルの原子は、ある特定の大きさの
エネルギーが与えられると、それを吸収して高いエネル
ギーレベルにうつる。原子吸光分析では光エネルギーと
して与える。光エネルギーの大きさは波長と関係する。Substances exposed to high temperatures dissociate into atomic vapor. In this case 1. Atoms have high energy levels and low energy levels. Atomic absorption spectrometry takes advantage of this low energy level property of atoms. When an atom at a lower energy level is given a certain amount of energy, it absorbs it and transfers it to a higher energy level. In atomic absorption spectrometry, it is given as light energy. The amount of light energy is related to the wavelength.

したがって、元素によって、ある特定の波長の光だけが
吸収され、その吸収の強さは原子蒸気の密度、すなわち
、もともとの物質中の濃度に比例することになる。この
ような原理を利用して分析を行なうのが原子吸光分光光
度計である。Therefore, only light of a certain wavelength is absorbed by an element, and the strength of that absorption is proportional to the density of the atomic vapor, that is, the concentration in the original substance. An atomic absorption spectrophotometer performs analysis using this principle.

原子吸光光度計は、原子が吸収するエネルギーレベルに
相当する波長の光を出す光源（ホローカソードランプ）
、原子蒸気をつくり出す原子化部としての高温炉、必要
な波長の光を選び出す分光器と検知器ふ・よびその他、
高温炉を制御する電気制御部又はフレームを制御するガ
ス制御部信号を処理する電気処理部からなっている。（
第１図）次に光源から検出器までの原子吸収の過程及び
定置法の過程を第２図に示す。An atomic absorption photometer uses a light source (hollow cathode lamp) that emits light at a wavelength corresponding to the energy level absorbed by atoms.
, a high-temperature reactor as an atomization unit that creates atomic vapor, a spectrometer and detector that selects light of the necessary wavelength, and others.
It consists of an electric control section that controls the high temperature furnace, a gas control section that controls the frame, and an electric processing section that processes signals. (
FIG. 1) Next, FIG. 2 shows the process of atomic absorption from the light source to the detector and the process of the emplacement method.

第２図（ａ）において、ランプは測定する元素の線スペ
クトルを放出し、黒色部は特定波長（共鳴線）を表わす
。In FIG. 2(a), the lamp emits a line spectrum of the element to be measured, with the black areas representing specific wavelengths (resonance lines).

第２図（ｂ）において、高温炉原子化部中のサンプルは
共鳴線でエネルギーを吸収し、共鳴線以外の線スペクト
ルはそのまま通過する。In FIG. 2(b), the sample in the high-temperature reactor atomization section absorbs energy at the resonance line, and the line spectrum other than the resonance line passes through as is.

第２図（Ｃ）において、分光器は共鳴線付近の光のみを
通す働きをしている。In FIG. 2(C), the spectrometer functions to pass only light near the resonance line.

の吸収により減少した共鳴線の大きさのみを検出する。detects only the magnitude of the resonance line that has decreased due to absorption.

第１図で光源ランプの線巾が極めて小さく、安定してお
り、原子化部で化学反応が起っていない場合を考えると
、ｌｏｇ−Ｌ’＝　ＡＢＳ　＝　Ｋ、ｆ、Ｎ、１．とな
Ｉν す、測定しようとする金属濃度は吸光度に比例する訳で
ある。又、分析感度を上げるにはｆ値の大きい共鳴線を
選ぶとか、ｌを大きくとるのがよいことがわかる。Considering the case in FIG. 1 where the line width of the light source lamp is extremely small and stable, and no chemical reaction is occurring in the atomization section, log-L'=ABS=K, f, N, 1. Therefore, the metal concentration to be measured is proportional to the absorbance. It is also understood that in order to increase the analysis sensitivity, it is better to select a resonance line with a large f value or to increase l.

なお、実際の検量線はスペクトル線の様々な影響により
広い濃度範囲にわたり直線性を示すことは少い。Note that actual calibration curves rarely exhibit linearity over a wide concentration range due to various influences of spectral lines.

このフレームレス原子吸光光度分析において、従来原子
化時のキャリアーガスの流し方としては、原子化と同時
にキャリアーガス流をストップしていた。In this flameless atomic absorption spectrophotometric analysis, the conventional method of flowing carrier gas during atomization was to stop the flow of carrier gas at the same time as atomization.

しかしこのような方法においては、原子化時の原子蒸気
のゆらぎが流れの残留にもとすいて大きく、精度が良く
なかった。However, in this method, the fluctuation of the atomic vapor during atomization was large compared to the residual flow, and the accuracy was not good.

本発明はこれらの欠点を改善する方法を提供するもので
ある。The present invention provides a method to improve these drawbacks.

本発明は、原子化と同時にキャリアガス流をストップす
るのではなく、原子化前５〜０．１ｓｅｃ　　にシース
ガス流をストップするものである。The present invention does not stop the carrier gas flow simultaneously with atomization, but rather stops the sheath gas flow 5 to 0.1 seconds before atomization.

本発明によ′れば、原子化時の原子蒸気のゆらぎをでき
る限り小さくシ、精度良い原子吸光度測定を行なうこと
、また原子化の直後キャリアガス流を再びスタートシ、
この後に続くクリーニング時の原子化部の消耗をおさえ
ることができる。According to the present invention, it is possible to perform accurate atomic absorption measurement by minimizing fluctuations in atomic vapor during atomization, and to restart the carrier gas flow immediately after atomization.
It is possible to suppress wear and tear on the atomization section during subsequent cleaning.

このようなガスの流し方は、コンピュータ制御にとって
゛特に好適である。例えば第３図に示すようなプログラ
ム・フロー・チャートを用いることができる。This method of gas flow is particularly suitable for computer control. For example, a program flow chart as shown in FIG. 3 can be used.

なおＣ＋　ｄ　＊　ｅ　＊　ｆ　＋　ｇの間加熱処理は
持続されている。Note that the heat treatment is continued during C+ d * e * f + g.

ここであらかじめ、ある時間ｔを設定しておき、加熱処
理の後半において、キャリアガスフロー用の電磁弁を閉
じ、を秒後に原子化を行う。ｔとしては０．１〜５　ｓ
ｅｃ　　が実用範囲である。Here, a certain time t is set in advance, and in the latter half of the heat treatment, the electromagnetic valve for carrier gas flow is closed, and atomization is performed after 2 seconds. t is 0.1 to 5 s
ec is the practical range.

次に第４図には本発明の一実施例における結果を示す。Next, FIG. 4 shows the results in one embodiment of the present invention.

ここには原子化の２秒前にキャリアーガスをストップし
た時の原子吸光度ピークを示しである。（吸光度平均値
）　ｍ＝０．１６１　　（相対誤差）ＣＶ□□□）　＝
　１．３％と極めて良い結果が得られてることが分る。This shows the atomic absorption peak when the carrier gas was stopped 2 seconds before atomization. (Absorbance average value) m=0.161 (Relative error) CV□□□) =
It can be seen that an extremely good result of 1.3% was obtained.

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

第１図は高温炉法の原理図であり、第２図は原子吸光測
定過程図である。第３図′は本発明の方法の一プログラ
ム・フローチャート図であり、第４図は本発明の一実施
例を示す為の図である。FIG. 1 is a diagram of the principle of the high temperature furnace method, and FIG. 2 is a diagram of the atomic absorption measurement process. FIG. 3' is a program flowchart of the method of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）フレーム・レス原子吸光分析法において、原子化
前ｏ、１〜１０　秒間キャリアー・ガス流をストップし
、その後原子吸光度測定を行い、さらに原子化の直後キ
ャリアーガス流を再び゛流すことを特徴とするフレーム
レス原子吸光分析におけるキャリアーガスの流し方。(1) In flameless atomic absorption spectrometry, the carrier gas flow is stopped for 1 to 10 seconds before atomization, then atomic absorption is measured, and then the carrier gas flow is restarted immediately after atomization. Characteristic method of flowing carrier gas in flameless atomic absorption spectrometry.