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イオンソース

図1 クロスビームイオンソースの電極配置と電位特性

イオンソースの動作
イオン化スペース(イオン生成スペース)に到達した中性粒子は、フィラメントから放出されイオン化スペース内へ加速された電子によってイオン化されます。 図1下部の電位特性図から明らかなように、常に電子に対するリペラー電圧がまわりの環境(マスフレーム電圧)に対して印加されており、 電子はまわりの環境中に放出されずにイオン生成スペースのみに向かって加速されます。 生成された正イオンは急速に加速され、イオン生成スペースの外に出ると印加された電場によってフィールドアクシス電位(V4)に相当するエネルギーまで減速されます。 これにより、イオンがイオン生成スペースに滞在する時間は短縮され、下記の特徴を有することになります。

▲ 不要なイオン-ニュートラル反応の軽減
▲ ロッドシステム内への迅速な貫入

一部を除き、QMG 422シリーズの質量分析計では各部へ印加される電圧およびエミッション電流をQuadStarTMソフトウェアで連続的に変更できるため、 イオンソースは測定内容に合わせてきわめて簡単に最適化できます。
フィラメントの材質には、タングステン(W)、レニウム(Re)、あるいは酸化イットリウムでコーティングされたイリジウムが使用されます。 タングステンフィラメントは、超高真空圧下、あるいはレニウムの蒸気圧が障害を発生させるおそれのある場合に適しています。 ただし、タングステン-炭素-酸素サイクル、すなわちW2C成形で製造されたタングステンフィラメントは脆い点に注意する必要があります。 現在は、純粋な金属フィラメントの代わりに、酸化イットリウムでコーティングされたイリジウムが使用されるケースが増えつつあります。 これらのフィラメントの利点は、動作温度が非常に低く、空気突入にも比較的強いことにあります。 したがって、これらのフィラメントは温度に敏感な物質(たとえば有機金属化合物)の分析、あるいは大量の酸素を含む混合ガスの不純物の分析に適しています。
測定の内容に応じて最適な質量分析の条件に適合できるように、多様な構造的デザインのイオンソースが開発されています。

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