[實用新型]一種雙等離子體離子源及設備

有效

• 申請號: 201320353540.9
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN203367222U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 龍濤;曾小輝;王培智;包澤民;陶強;范潤龍
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院地質研究所
• 主分類號: H01J49/10
• 分類號: H01J49/10
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤湘

技術領域

本實用新型涉及分析設備技術領域，尤其涉及一種雙等離子體離子源及設備。?

背景技術

質譜儀是一種可以用于分析多種樣品中各種化學成分及其含量的科學儀器，被廣泛應用于醫療衛生、環境保護、食品安全等各個領域。在常用的各種質譜儀儀器中，二次離子質譜是目前靈敏度最高的表面化學分析手段之一。?

二次離子質譜的基本原理是一次離子束經過一次離子光學系統后轟擊樣品表面，使樣品表面的分子或原子濺射出來成為二次離子。二次離子束經過二次離子光學系統后進入質量分析器，按荷質比大小不同實現質量分離。根據二次離子的質量分離，可以得知樣品表面和樣品一定深度的元素分布和組成。在二次離子質譜分析過程中，被檢測的離子是由一次離子源產生的一次離子束轟擊濺射樣品表面所產生的濺射碎片離子，因此一次離子束是產生二次離子的工具。一次離子束的性能和質量將直接影響二次離子質譜的分析結果。目前二次離子質譜上所使用的一次離子源主要分三種：氣態離子源、固態離子源和液態離子源。其中，氣體雙等離子體離子源的應用最為廣泛。?

離子束的亮度是離子源的重要指標之一。二次離子質譜在二次離子的檢測方式上分成離子探針和離子顯微鏡兩種模式，其中離子探針模式二次離子質譜的橫向分辨率和對樣品深度的分析能力受到一次離子束的亮度影響，即要提高二次離子質譜的橫向分辨率和對樣品深度的分析能力，則需要提高離子束的亮度。?

現有技術中雙等離子體離子源的結構如圖1所示，包括陽極電極、陰極電極、中間電極、抽取電極、陽極散熱片、陰極散熱片、隔離陶瓷、磁場源，其?中：?

陽極電極的中心設有陽極電極孔；?

陰極電極采用空心結構，一端的頂部中心設有進氣孔，另一端的頂部中心設有陰極電極孔；?

中間電極采用空心結構，一端為錐形；該中間電極的錐形的一端的頂部設有一個中間電極孔；?

抽取電極采用空心結構，一端為錐形；該抽取電極的錐形的一端的頂部中心設有抽取電極孔；?

陰極電極位于中間電極內部的空心部分；陰極電極和中間電極位于陽極電極的一側，并且陰極電極設有陰極電極孔的一端和陽極電極孔相對，中間電極的錐形的一端和陽極電極孔相對；抽取電極位于陽極電極的另一側，并且抽取電極的錐形的一端和陽極電極孔相對；陽極電極上可以設置一個錐形凹槽配合抽取電極的錐形的一端；陽極電極、陰極電極、中間電極和抽取電極同軸；?

陰極散熱片位于中間電極遠離陽極電極的一端的外圍一周；?

陽極散熱片位于陽極電極的外圍一周；?

陰極散熱片和陽極散熱片之間從靠近中間電極的位置向外依次放置隔離陶瓷和磁場源。?

其中，中間電極的中間電極孔的位置如圖2所示，中間電極孔的半徑約為0.5mm，其圓心偏離中間電極軸線0.45mm左右。然而，當需要從雙等離子體離子源中引出負離子束時，即負離子為待提取的目標離子，受到中間電極孔的限制，現有雙等離子體離子源只能提取出小部分負離子，降低了引出的離子束強度，使得產生的離子束的亮度太低，不能滿足二次離子質譜的要求。?

實用新型內容

本實用新型實施例提供一種雙等離子體離子源及設備，用以解決現有技術中存在的雙等離子體離子源產生的離子束亮度較低的問題。?

本實用新型實施例提供一種雙等離子體離子源，所述雙等離子體離子源的中間電極的錐形的一端的頂部設有多個中間電極孔，所述多個中間電極孔的半徑位于0.2mm-0.3mm范圍內，其圓心位于以所述中間電極的錐形的一端的頂部中心為圓心、半徑為0.5mm的圓上。?

本實用新型實施例還提供一種質譜儀，包括上述雙等離子體離子源。?

本實用新型有益效果包括：?

本實用新型實施例提供的方案，設有多個半徑位于0.2mm-0.3mm范圍內的中間電極孔，并且該多個中間電極孔的圓心位于以中間電極的錐形的一端的頂部中心為圓心、半徑為0.5mm的圓上，由于負離子主要分布在該區域范圍內，因此，采用本實用新型實施例提供的方案相比于現有技術，在放電電流相同的情況下，能夠提取出更多的負離子，提高離子束亮度。?

附圖說明

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。在附圖中：?

圖1為現有技術中雙等離子體離子源的結構示意圖；?

圖2為現有技術中雙等離子體離子源的中間電極孔的位置示意圖；?

圖3為本實用新型實施例提供的雙等離子體離子源的結構示意圖；?