JPS59134545A - 荷電粒子検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は荷電粒子検出装置に係シ、特に、イオン、電子
等の荷電粒子の質量を検出するのに好適な荷電粒子検出
装置に関する。

〔従来技術〕

光の強さ、イオン、電子、又は高速中性粒子等の各種荷
電粒子の質量を検出する荷電粒子検出装置として二次電
子増倍管が従来から用いられていた。この二次電子増倍
管は荷電粒子の衝突により二次電子を放出する電極と、
二次電子を回収するコレクタとの間に複数段の電極を有
し、初段の電極から放出した二次電子を各電極に順次衝
突させながら増幅することができる。即ち、二次電子増
倍管は、各電極に異なるレベルの高電圧を印加すること
によって二次電子を増幅するように構成されている。

ところで、利得切換が１ミリ秒以下、即ちマイクロ秒オ
ーダーで必要となる場合には、各電極に印加する高電圧
のレベルを切換えるだけでは荷電粒子の質量を正確に検
出することができなかった。

そこで、二次電子増倍管の途中の電極からリード線を引
出し、このリード線に流入する電流とコレクタによって
回収された二次電子による電流とを比較し、コレクタに
よって回収された二次電子による電流が大きく飽和して
いる場合には、途中の電極に設けられたリード線に流入
する電流によって荷電粒子の質量を検出することが従来
から行なわれていた。

しかし、従来の方式では、高圧が印加されている電極に
流入する電流を測定するために直流増幅器を高圧に保持
する必要がある。又、途中の電極に設けられたリード線
には、電極に印加するための電流と二次電子による電流
とが流れており、しかも、前記電極には常に／ＪＡオー
ダーの電流が流れているので、リード線によって検出さ
れた電流の値が小さい場合には荷電粒子の質量を正確に
検出することができない。

このように従来の装置では、広範囲にわたる荷電粒子の
質量を安定して検出することができなかった。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来の課題に鑑みて為されたものであり
、その目的は、広範囲にわたる荷電粒子の質量を安定し
て検出するととができる荷電粒子検出装置を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するために、本発明は、荷電粒子の衝突
により二次電子を放出する初段の電極と、二次電子を回
収するコレクタとの間に複数段の電極を有し、初段の電
極から放出した二次電子を各電極に順次衝突させながら
増幅し、コレクタに回収された二次電子により荷電粒子
の質量を検出する荷電粒子検出装置において、最終段以
外の少なくとも１つの電極に二次電子通過孔を形成し、
二次電子通過孔を通過した二次電子又はコレクタによっ
て回収された二次電子のうち少なくともいずれかの二次
電子により荷電粒子の質量を検出することを特徴とする
。

〔発明の実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の好適な実姉例を説明する
。

図面には、本発明の好適な実姉例の構成が示されている
。

本実強例における荷電粒子検出装置は、イオン等の電流
子の衝突により二次電子を放出する初段の電極としての
ダイノード１と、二次電子を回収するコレクタ２０との
間に複数段の電極２〜１６を有し、各電極１〜１６には
、高圧電源２２からの電源が直接又は分圧抵抗Ｒ１〜Ｒ
ｎを介して供給されている。

質量分析計のコレクタスリット２４を通過したイオンｉ
ｏはダイノードｌに衝突すると、複数個の二次電子を放
出する。この二次電子はダイノード２に供給され衝突す
る。ダイノード２に二次電子が衝突すると、この二次電
子の衝突によって複数個の二次電子が放出されダイノー
ド３に供給され、これらの二次電子は各電極に順次衝突
しながら増幅されてコレクタ２０に供給される。コレク
タ２０に回収された二次電子は増幅器２６を介して制御
処理装置２８に供給される。

ここで、１個の電子の衝突に対して、各電極から平均的
にｒ個の電子が放出されると仮定すると、ダイノードｌ
から放出される二次電子はｉ０γとなる。そしてこの二
次電子が各電極によって増幅されると二次電子の数が増
し、１０段目のダイノードｌＯではその個数がｉｏγ１
１となる。このｒの値を２．．３の程度とすればダイノ
ード１１では１３０００倍の二次電子が発生することに
なる。この１３０００倍の二次電子が１１段目のダイノ
ード１１に供給される。

ここで、本考案は、最終段以外の少なくとも１つの電極
に二次電子通過孔を形成し、二次電子通過孔を通過した
二次電子又はコレクタによって回収され泥二次電子のう
ち少なくともいずれかの二次電子によシ荷電粒子の質量
を検出することを特徴とするところから、本実施例にお
いては、１１段目のダイノード１１に電子通過孔３０が
形成されている。そして１３０００　ｉｏの二次電子の
うち、１００００　ｉｏの二次電子をダイノード１２に
供給し、３０００ｉｏの二次電子を電子通過孔３０を介
してコレクタ３２によって回収するようにしている。コ
レクタ３２によって回収された二次電子は増幅器３４を
介して制御処理装置２８に供給される。

ダイノード１２に供給された二次電子は電極１３〜１５
を介して１６段目のダイノード１６に供給され、コレク
タ２０によって回収される。この二次電子１１は１００
ＯＯＸ（２，３７”１５＝７．４８Ｘ置 １０５ｉｏとなり、増幅器２６を介して制御処理啄２８
に供給される。

コレクタ３２によって回収された二次電子１２＝３００
０Ｘｉ（、とコレクタ２０によって回収された二次電子
７．４８Ｘ１０５ｉｏ　　とを比較すると、これらの比
は約１　：　２５０となる。そのため、コレクタ２０に
よって回収された二次電子ｉＩの電流が増幅器２６又は
電極１〜１６で飽和しても、コレクタ３２によって回収
された二次電子１２によって回収された二次電子１２の
電流に基づいて荷電粒子の質量を検出すれば、さらに２
５０倍の電流まで検出することができる。即ち、本実施
例における荷電粒子検出装置は、コレクタ２０によって
回収された二次電子による電流が飽和するまでコレクタ
２０によって回収された二次電子により荷電粒子の質量
を検出することができ、コレクタ２０によって回収され
た二次電子の電流が飽和したときに、コレクタ３２によ
って回収された二次電子によって荷電粒子の質量を検出
することができるので、広範囲にわたる荷電粒子の質量
を検出することができる。

又、本実施例においては、電極にリード線を設けるので
はなく、電極を通過した二次電子を直接検出することに
よって荷電粒子の質量を検出するようにしたので、増幅
器３４に高電圧を印加する必要もなく、又分圧抵抗Ｒ１
〜ｌ（、ｎを流れる電流の影響を受けることがないので
安定して荷電粒子の質量を検出することができる。

又、１段の電極に電子通過孔を設けるのではなく、複数
段の電極に電子通過孔を形成しても前記実施例を適用す
ることも可能であり、又必要に応じて電子通過孔３０′
に、通った二次電子をコレクタ３２の前に設置された電
極で増幅し、ダイナミックレンジを調節することも可能
である。

又、ダイノード１２において衝突する二次電子と電子通
過孔３０に供給される二次電子の比は、高圧電源２２に
よって印加される電圧やダイノードの中を流れる電子の
数、即ち空間電荷等によって多少異なるが、この補正は
制御処理装置２８によって行なうことができる。

又、電子通過孔３０をメツシュ状に形成しダイノード１
１と同電位とし、さらにコレクタ３２をアース電位とす
ればコレクタ３２によって二次電子を回収するのに電界
を乱すのを防止できる。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、荷電粒子の衝突
により発生する二次電子を順次増幅する複数段の電極の
うち最終段以外の少なくとも１つの電極に二次電子通過
孔を形成し、二次電子通過孔を通過した二次電子又は最
終段の電極から放出した二次電子を回収するコレクタに
よって回収された二次電子のうち少なくともいずれかの
二次電子により荷電粒子の質量を検出するようにしたの
で、広範囲にわたる荷電粒子の質量を安定１−で検出す
ることができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の好適な実施例を示す構成図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、荷電粒子の衝突により二次電子を放出する初段の電
   極と、二次電子を回収するコレクタとの間に複数段の電
   極を有し、初段の電極から放出した二次電子を各電極に
   順次衝突させながら増幅し、コレクタに回収された二次
   電子により荷電粒子の質量を検出する荷電粒子検出装置
   において、最終段以外の少なくとも１つの電極に二次電
   子通過孔を形成し、二次電子通過孔を通過した二次電子
   又はコレクタによって回収された二次電子のうち少なく
   ともいずれかの二次゛電子により荷電粒子の質量を検出
   することを特徴とする荷電粒子検出装置。