加速電圧

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質量分析計EI / CIイオン源

イオン源は、原子および分子イオンを作成するデバイス[1]質量分析計、発光分光計 、粒子加速器イオン注入機イオンエンジン用の イオンを形成するために使用される。イオン源から引出電圧によって引き出されたイオンが、注入に必要なエネルギーにまでイオンを加速するために、電圧をかけることを加速電圧(かそくでんあつ、: accelerating voltage)とよぶ。

電子イオン化[編集]

電子イオン化源の概略図

電子イオン化は、特に有機分子の質量分析で広く使用されている。

電子は陰極陽極の間のアーク放電によって作成される可能性がある。

原子物理学では、電子ビームイオン源(EBIS)を使用して、強力な電子ビームで 原子に衝撃を与えて高荷電イオンを生成。 [2] [3] その動作原理は、 電子ビームイオントラップによって共有されている。

電子捕獲イオン化[編集]

電子捕獲イオン化(ECI)は、 電子の 結合による気相原子または分子のイオン化で、A- • 形のイオンを生成。

電子捕獲は、 化学イオン化と組み合わせて使用可能[4]

電子捕獲検出器は、いくつかのガスクロマトグラフィーシステムで使用されている。 [5]

化学イオン化[編集]

化学イオン化 (CI)は、電子の除去ではなくイオン/分子反応を伴うため、 電子イオン化よりも低いエネルギープロセスです[6]。 エネルギーが低いほど断片化が少なくなり、通常はスペクトルがより単純になります 。 典型的なCIスペクトルには、簡単に識別できる分子イオンがあります。 [7]

CI実験では、イオン源の試薬ガスのイオンと検体の衝突によりイオンが生成されます。 一般的な試薬ガスには、 メタンアンモニアイソブタンなどがあります。 イオン源の内部では、検体に比べて試薬ガスが大過剰に存在します。 イオン源に入る電子は、試薬ガスを優先的にイオン化します。 その結果生じる他の試薬ガス分子との衝突により、イオン化プラズマが生成されます。 このプラズマとの反応により、検体の陽イオンと陰イオンが形成されます。

電荷交換イオン化[編集]

電荷交換イオン化(電荷移動イオン化とも呼ばれます)は、 イオン原子または分子との間の気相反応であり、 イオンの電荷は中性種に移動します[8]

化学イオン化[編集]

化学イオン化とは、気相の原子または分子励起状態の 原子または分子との反応によるイオンの形成 [9] [10]

連想イオン化[編集]

連想イオン化は、2つの原子または分子が相互作用して単一のプロダクトイオンを形成する気相反応です。 [11] [12] [13] 相互作用する種の一方または両方が、過剰な内部エネルギーを持っている可能性があります。

ペニングイオン化[編集]

ペニングイオン化は、中性原子または分子間の反応を伴う化学イオン化の一種です。 [14] [15] このプロセスは、1927年に最初に報告されたオランダの物理学者であるフランスのミシェルペニングにちなんで命名されました[16] ペニングイオン化には、気相の励起状態の原子または分子G *とターゲット分子Mとの反応が含まれ、ラジカル分子カチオンM + [17]を形成。

ペニングイオン化は、ターゲット分子のイオン化ポテンシャルが励起状態の原子または分子の内部エネルギーよりも低い場合に発生します。

表面ペニングイオン化(オージェ脱励起とも呼ばれます)は、励起状態のガスとバルク表面Sとの相互作用を指す。

イオン付着[編集]

イオン結合イオン化は、反応性衝突で陽イオンが分析物分子に結合する化学イオン化に似ています[18]

放射性イオン源では、放射性物質の小片、たとえば63 Ni241 Amを使用してガスをイオン化します。 [要出典] これは、イオン化煙検出器およびイオン移動度分光計で使用されます。

ガス放電イオン源[編集]

NASAのNEXT(イオンスラスタ)宇宙船推進システム

これらのイオン源は、 プラズマ源または放電を使用してイオンを生成します。

誘導結合プラズマ[編集]

イオンは、 誘導結合プラズマで生成できます。 誘導結合プラズマは、 電磁誘導 、つまり時変磁場によって生成される電流によってエネルギーが供給されるプラズマ源です[19]

マイクロ波誘導プラズマ[編集]

マイクロ波誘導プラズマイオン源は、無電極ガス放電を励起して、微量元素質量分析用のイオンを生成でき [20] [21] マイクロ波プラズマは、 GHz範囲の高周波電磁放射を有するプラズマの一種です。 無電極 ガス放電を励起できます。 表面波持続モードで適用された場合、それらは高プラズマ密度の大面積プラズマを生成するのに特に適しています。 それらが表面波と共振器モードの両方にある場合、高度の空間的局在化を示すことができます 。 これにより、プラズマ生成の場所を表面処理の場所から空間的に分離することができます。 このような分離は、(適切なガスフロースキームとともに)処理された基板から放出された粒子が気相の プラズマ化学に及ぼす可能性のある悪影響を減らすのに役立ちます。

ECRイオン源[編集]

ECRイオン源は、 電子サイクロトロン共鳴を利用してプラズマをイオン化します。 マイクロ波は、電子サイクロトロン共鳴に対応する周波数でボリュームに注入されます。これは、ボリューム内の領域に適用される磁場によって定義されます。 ボリュームには、低圧ガスが含まれています。

グロー放電[編集]

イオンはグロー放電で生成できます。 グロー放電は、低圧ガスに電流流すことにより形成されるプラズマです。 ガスを含む真空チャンバー内の2つの金属電極間に電圧を印加することにより作成されます。 電圧がストライキング電圧と呼ばれる特定の値を超えると、ガスはプラズマを形成します。

デュオプラズマトロンは、ガスをイオン化するために使用されるプラズマを生成するカソード ( 熱陰極または冷陰極 )で構成されるグロー放電イオン源の一種です。 [1] [22] デュオプラズマトロンは、正または負のイオンを生成できます。 [23] デュオプラズマトロンは、二次イオン質量分析に [24] [25]イオンビームエッチング、および高エネルギー物理学 [26]で使用されます。

流れる残光[編集]

流れる残光では、通常ヘリウムまたはアルゴンなどの不活性ガスの流れでイオンが形成されます。 [27] [28] [29] 試薬を下流に追加して、イオン生成物を作成し、反応速度を調べます。 フローアフターグロー質量分析は、有機化合物の微量ガス分析[30]で使用されます。 [31]

スパークイオン化[編集]

電気火花イオン化は、固体サンプルから気相イオンを生成するために使用されます。 質量分析計に組み込まれた場合、完全な機器はスパークイオン化質量分析計またはスパークソース質量分析計(SSMS)と呼ばれます。 [32]

クローズドドリフトイオン源は、ガスをイオン化するために電子を閉じ込めるために、環状キャビティ内の放射状磁場を使用します。 それらは、 イオン注入および宇宙推進( ホール効果スラスタ )に使用されます。

光イオン化[編集]

光イオン化は、 光子と原子または分子との相互作用からイオンが形成されるイオン化プロセスです。 [33]

多光子イオン化[編集]

多光子イオン化(MPI)では、イオン化しきい値を下回るエネルギーの複数の光子が実際にエネルギーを結合して原子をイオン化します。

共鳴増強多光子イオン化 (REMPI)は、1つ以上の光子が、イオン化されている原子または分子で共鳴する束縛遷移にアクセスするMPIの形式です。

大気圧光イオン化[編集]

大気圧光イオン化では、光子源、通常は真空UV(VUV)ランプを使用して、単一光子イオン化プロセスで検体をイオン化します。 他の大気圧イオン源と同様に、溶媒のスプレーは比較的高い温度(摂氏400度以上)に加熱され、脱溶媒のために高流量の窒素がスプレーされます。 得られたエアロゾルは、紫外線を照射してイオンを生成します。 大気圧レーザーイオン化では、UVレーザー光源を使用してMPIを介して検体をイオン化します。

脱着イオン化[編集]

フィールド脱着[編集]

フィールド脱着概略図

電界脱離とは、カミソリの刃などの鋭い表面を備えたエミッタ、またはより一般的には小さな「ウィスカ」が形成されたフィラメントに高電位電界が印加されるイオン源を指します。 [34] これにより、非常に高い電場が生じ、分析物の気体分子のイオン化を引き起こす可能性があります。 FIによって生成された質量スペクトルには、断片化がほとんどまたはまったくありません。 それらは分子ラジカルカチオンによって支配されています はそれほど頻繁ではないが、プロトン化分子

粒子衝撃[編集]

高速原子衝撃[編集]

原子による粒子衝撃は高速原子衝撃 (FAB)と呼ばれ、原子または分子イオンによる衝撃は二次イオン質量分析 (SIMS)と呼ばれます。 [35] 核分裂片のイオン化は、適切な核種 、例えばカリホルニウム同位体252 Cfの核分裂の結果として形成されるイオンまたは中性原子を使用します。

FABでは、分析物はマトリックスと呼ばれる不揮発性の化学的保護環境と混合され、真空下で高エネルギー(4000〜10,000 電子ボルト )の原子ビームで照射されます。 [36] 原子は通常、 アルゴンキセノンなどの不活性ガスに由来します。 一般的なマトリックスには、 グリセロール 、 チオ グリセロール3-ニトロベンジルアルコール (3-NBA)、 18-クラウン-6エーテル、 2-ニトロフェニル オクチル エーテル 、 スルホランジエタノールアミン 、およびトリエタノールアミンが含まれます。 この技術は、 二次イオン質量分析およびプラズマ脱離質量分析に似ています。

二次イオン化[編集]

二次イオン質量分析法(SIMS)を使用して、集束一次イオンビームで試料の表面をスパッタリングし、放出された二次イオンを収集および分析することにより、固体表面および薄膜の組成を分析します。 これらの二次イオンの質量/電荷比を質量分析計で測定して、表面の元素、同位体、または分子組成を1〜2の深さまで決定します。   nm。

液体金属イオン源 (LMIS)では、金属(通常ガリウム )が液体状態に加熱され、毛細管または針の端に提供されます。 次に、強い電場をかけるとテイラーコーンが形成されます。 コーンの先端が鋭くなると、電界蒸発によってイオンが生成されるまで、電界が強くなります。 これらのイオン源は、特にイオン注入または集束イオンビーム機器で使用されます。

プラズマ脱離イオン化[編集]

プラズマ脱着飛行時間型質量分析計の概略図

核分裂フラグメントイオン化とも呼ばれるプラズマ脱離イオン化質量分析(PDMS)は、適切な核分裂の結果として形成されるイオンまたは中性原子を固体試料に衝突させることにより、固体試料中の物質のイオン化を達成する質量分析技術です核種 、通常、 カリホルニウムの同位体252 Cfと[37] [38]

レーザー脱離イオン化[編集]

MALDIイオン源の図

マトリックス支援レーザー脱離/イオン化 (MALDI)は、ソフトイオン化技術です。 サンプルはマトリックス材料と混合されます。 レーザーパルスを受信すると、マトリックスはレーザーエネルギーを吸収し、このイベントによって主にマトリックスが脱離およびイオン化されると考えられます(プロトンの添加により)。 検体分子も脱着されます。 マトリックスは、プロトンを検体分子(タンパク質タンパク質など)に移動させ、検体を帯電させると考えられます。

表面支援レーザー脱離/イオン化[編集]

表面支援レーザー脱離/イオン化(SALDI)は、 質量分析による生体分子の分析に使用されるソフトレーザー脱着技術です。 [39] [40] その第1の実施形態では、 グラファイトマトリックスを使用した。 現在、 ナノ材料などの他の無機マトリックスを使用したレーザー脱離/イオン化法は、SALDIの変形と見なされることがよくあります。 従来のSALDIとDARTイオン源を組み込んだ周囲質量分析の組み合わせである「ambient SALDI」という名前の関連方法も実証されています。 [41]

表面増強レーザー脱離/イオン化[編集]

表面増強レーザー脱離/イオン化 (SELDI)は、分析対象化合物との生化学的親和性を達成するために修飾されたターゲットを使用するタンパク質 混合物の分析に使用されるMALDIのバリアントです。 [42]

シリコン上の脱離イオン化[編集]

シリコン上の脱離イオン化 (DIOS)は、多孔質シリコン表面に堆積したサンプルのレーザー脱離/イオン化を指します。 [43]

スモーリーソース[編集]

レーザー蒸発クラスターソースは、レーザー脱離イオン化と超音速膨張の組み合わせを使用してイオンを生成します。 [44] Smalleyソース (またはSmalleyクラスターソース[45]は、1980年代にライス大学の Richard Smalleyによって開発され、1985年のフラーレンの発見の中心でした。 [46] [47]

エアロゾルイオン化[編集]

飛行時間分析によるエアロゾル質量分析では、大気から抽出されたマイクロメートルサイズの固体エアロゾル粒子は、飛行時間イオン抽出装置の中心を通過する際に、正確なタイミングのレーザーパルスによって同時に脱着およびイオン化されます。 [48] [49]

スプレーイオン化[編集]

大気圧化学イオン化源

スプレーイオン化法には、液体溶液からのエアロゾル粒子の形成と、溶媒蒸発後の裸のイオンの形成が含まれます。 [50]

溶媒支援イオン化(SAI)は、分析物を含む溶液を大気圧イオン化質量分析計の加熱された入口チューブに導入することにより、荷電液滴を生成する方法です。 エレクトロスプレーイオン化(ESI)の場合と同様に、荷電液滴の脱溶媒和により、多重荷電検体イオンが生成されます。 揮発性および不揮発性化合物はSAIによって分析され、ESIに匹敵する感度を達成するために高電圧は必要ありません。 [51] フューズドシリカチューブに接続されたゼロデッドボリュームフィッティングを介してホットインレットに入る溶液に電圧を印加すると、ESIのような質量スペクトルが生成されますが、感度は高くなります。 [52] 質量分析計への入口チューブがイオン源になります。

マトリックス支援イオン化[編集]

マトリックス支援イオン化[MAI]は、サンプル調製におけるMALDIに似ていますが、マトリックス化合物に含まれる分析物分子を気相イオンに変換するためにレーザーは必要ありません。 MAIでは、分析物イオンの電荷状態はエレクトロスプレーイオン化に似ていますが、溶媒ではなく固体マトリックスから取得されます。 電圧やレーザーは必要ありませんが、レーザーを使用してイメージングの空間分解能を取得できます。 マトリックス分析物のサンプルは、質量分析計の真空中でイオン化され、大気圧注入口から真空に挿入できます。 2,5-ジヒドロキシ安息香酸などの揮発性の低いマトリックスでは、MAIで検体イオンを生成するためにホットインレットチューブが必要ですが、3-ニトロベンゾニトリルなどの揮発性の高いマトリックスでは、熱、電圧、レーザーは不要です。 単純にmatrix:analyteサンプルを大気圧イオン化質量分析計の注入口に導入すると、豊富なイオンが生成されます。 少なくともウシ血清アルブミン[66 kDa]と同じ大きさの化合物は、この方法でイオン化できます。 [53] このシンプルで低コストで使いやすいイオン化法では、質量分析計への注入口をイオン源と見なすことができます。

大気圧化学イオン化[編集]

大気圧化学イオン化は、大気圧で溶媒スプレーを使用する化学イオン化の一種です。 [54] 溶剤のスプレーは比較的高い温度(摂氏400度以上)に加熱され、高流量の窒素が吹き付けられ、エアロゾル雲全体が化学イオン化試薬ガスとして作用する蒸発した溶剤でイオンを生成するコロナ放電にさらされます。 APCIは、ESIほど「ソフト」(低フラグメンテーション)のイオン化技術ではありません。 [55] 大気圧イオン化(API)は、APCIの同義語として使用しないでください。 [56]

サーモスプレーイオン化[編集]

サーモスプレーイオン化は、 質量分析における大気圧イオン化の一種です。 イオンを液相から気相に移動して分析します。 液体クロマトグラフィー質量分析で特に有用です。 [57]

エレクトロスプレーイオン源

エレクトロスプレーイオン化[編集]

エレクトロスプレーイオン化では、 液体は非常に小さく、帯電した、通常は金属の 毛細管を通過します。 [58] この液体には、 分析対象物質である分析対象物質が大量の溶媒に溶解しており、通常は分析対象物質よりもはるかに揮発性が高くなっています。 揮発性の塩基、または緩衝液もこの溶液にしばしば添加されます。 検体は、アニオンまたはカチオンの形で溶液中にイオンとして存在します。 電荷が反発するので、液体は毛細管から押し出され、 エアロゾルを形成します。 エアロゾルは、 直径μ小さな液滴の霧です。 エアロゾルは、 テイラーコーンとこのコーンの先端からの噴流の形成を含むプロセスによって少なくとも部分的に生成されます。 窒素などの帯電していないキャリアガスを使用して、液体を噴霧し、液滴中の中性溶媒を蒸発させることがあります。 溶媒が蒸発すると、分析物分子は互いに強制的に接近し、互いに反発し、液滴を破壊します。 このプロセスは、荷電分子間の反発クーロン力によって駆動されるため、クーロン分裂と呼ばれます。 分析物に溶媒がなくなり、裸のイオンになるまで、このプロセスが繰り返されます。 観測されるイオンは、 プロトン (水素イオン)の追加によって作成され、 、またはナトリウムイオンなどの別のカチオンのもの またはプロトンの除去 。 などの多価イオン </img> よく観察されます。 大きな高分子の場合、さまざまな周波数で発生する多くの電荷状態があります。

プローブエレクトロスプレーイオン化[編集]

プローブエレクトロスプレーイオン化 (PESI)は、エレクトロスプレーの修正版であり、サンプル溶液の移動用のキャピラリーが、定期的に動作する鋭い先端の固体針に置き換えられます。 [59]

非接触大気圧イオン化[編集]

非接触大気圧イオン化は、 質量分析による液体および固体サンプルの分析に使用される技術です。 [60] 非接触APIは、追加せずに動作させることができる電力 (供給電源電圧をソースエミッタに)、ガス供給、又はシリンジポンプ したがって、この技術は、 大気圧での質量分析によって化合物を分析するための簡単な手段を提供します。

ソニックスプレーイオン化[編集]

ソニックスプレーイオン化は、例えばメタノール水の混合液などの液体溶液からイオンを生成する方法です。 [61] 空気式 ネブライザーを使用して、溶液を小さな液滴の超音速スプレーに変えます。 溶媒が蒸発するとイオンが形成され、液滴上の統計的に不均衡な電荷分布により正味の電荷が生じ、完全な脱溶媒和によりイオンが形成されます。 ソニックスプレーイオン化は、小さな有機分子や薬物の分析に使用され、キャピラリーに電場が印加されると大きな分子を分析して、電荷密度を高め、タンパク質の複数の荷電イオンを生成します。 [62]

ソニックスプレーイオン化は、薬物分析のための高速液体クロマトグラフィーと組み合わせられています。 [63] [64] オリゴヌクレオチドはこの方法で研究されています。 [65] [66] SSIは、 周囲イオン化のための脱着エレクトロスプレーイオン化[67]と同様の方法で使用されており、この方法で薄層クロマトグラフィーと結合されています。 [68]

超音波支援スプレーイオン化[編集]

超音波支援スプレーイオン化(UASI)は、 超音波の適用によるイオン化を伴います。 [69] [70]

熱イオン化[編集]

熱イオン化 (表面イオン化または接触イオン化とも呼ばれます)には、蒸発した中性原子を高温の表面に噴霧し、そこから原子がイオンの形で再蒸発することが含まれます。 正イオンを生成するには、原子種のイオン化エネルギーが低く、表面の仕事関数が高い必要があります 。 この手法は、イオン化エネルギーが低く、蒸発しやすいアルカリ原子(Li、Na、K、Rb、Cs)に最適です。 [71]

マイナスイオンを生成するには、原子種の電子親和力が高く、表面の仕事関数が低い必要があります。 この2番目のアプローチは、 ハロゲン原子Cl、Br、I、Atに最も適しています。 [72]

周囲イオン化[編集]

リアルタイムの周囲イオン化イオン源での直接分析

周囲イオン化では 、イオンは質量分析計の外部で形成され、サンプルの調製や分離は行われません。 [73] [74] [75] イオンは、帯電したエレクトロスプレー液滴への抽出、 化学イオン化による熱脱着およびイオン 、または質量分析計に入る前のレーザー脱着またはアブレーションおよびポストイオン化によって形成できます。

固液抽出ベースの周囲イオン化は、帯電スプレーを使用してサンプル表面に液膜を作成します。 [74] [76] 表面の分子は溶媒に抽出されます。 表面に衝突する一次液滴の作用により、質量分析計のイオン源である二次液滴が生成されます。 脱着エレクトロスプレーイオン化(DESI)は、 エレクトロスプレーソースを使用して、数ミリから数センチ離れた固体サンプルに向けられる荷電液滴を作成します。 帯電した液滴は、表面との相互作用を介してサンプルを拾い上げ、質量分析計にサンプリングできる高帯電イオンを形成します。 [77]

プラズマベースの周囲イオン化は、準安定原子と分子および反応性イオンを生成する流動ガスの放電に基づいています。 サンプルからの揮発性種の脱着を支援するために、熱がよく使用されます。 イオンは、気相での化学イオン化によって形成されます。 リアルタイムソースでの直接分析は、長寿命の電子的または振動的に励起された中性原子または分子 (またはメタスタブル )を含む乾燥ガスストリーム(通常はヘリウムまたは窒素)にサンプルをさらすことで動作します。 励起状態は通常、ガスが流れるチャンバー内でグロー放電を作成することにより、DARTソースで形成されます。 大気固体分析プローブ[ASAP]と呼ばれる同様の方法では、ESIまたはAPCIプローブからの加熱ガスを使用して、ESI / APCIソースに挿入された融点チューブに置かれたサンプルを蒸発させます。 [78] イオン化はAPCIによるものです。

レーザーベースの周囲イオン化は、パルスレーザーを使用してサンプルから材料を脱着またはアブレーションし、材料のプルームがエレクトロスプレーまたはプラズマと相互作用してイオンを生成する2段階のプロセスです。 エレクトロスプレー支援レーザー脱離/イオン化(ELDI)は337を使用します  nm UVレーザー[79]または3  材料をエレクトロスプレーソースに脱着するためのµm赤外線レーザー[80] 。 マトリックス支援レーザー脱離エレクトロスプレーイオン化 (MALDESI) [81]は、多価イオンを生成するための大気圧イオン化源です。 紫外線または赤外線レーザーは、対象の検体と、エレクトロスプレーされた溶媒液滴との相互作用により多価イオンを生成するイオン化された中性検体分子を脱着するマトリックスを含む固体または液体サンプルに向けられます。 レーザーアブレーションエレクトロスプレーイオン化 (LAESI)は、中赤外(中間IR)レーザーからのレーザーアブレーションと二次エレクトロスプレーイオン化 (ESI)プロセスを組み合わせた質量分析用の周囲イオン化法です。

用途[編集]

質量分析[編集]

質量分析計では 、サンプルがイオン源でイオン化され、生成されたイオンは質量電荷比によって分離されます。 イオンが検出され、質量電荷比の関数として、検出されたイオンの相対存在量のスペクトルとして結果が表示されます。 サンプル内の原子または分子は、既知の質量を識別された質量に相関させることにより、または特徴的なフラグメンテーションパターンにより識別できます。

粒子加速器[編集]

Argonneタンデム線形加速器システム (ATLAS)の表面イオン化源
Fermilabの Cockcroft-Walton前加速器で使用されるイオン源[82]

粒子加速器では 、イオン源がマシンの開始時に粒子線を生成します 。 粒子加速器のためのイオン源を作成するための技術は、ニーズが生成されることを、粒子の種類に強く依存する: 電子陽子H -イオンや重イオンなど。 電子は電子銃で生成され、多くの種類があります。

陽子は、 デュオ プラズマ トロンやマグネトロンなどのプラズマベースのデバイスで生成されます。

H -イオンを用いて生成されるマグネトロン又はペニング源。 マグネトロンは、アノードに囲まれた中央の円筒状カソードで構成されています。 放電電圧は通常150 Vを超え、電流ドレインは約40 Aです。約0.2 テスラの 磁場カソード軸に平行です。 水素ガスはパルスガスバルブによって導入されます。 セシウムは、カソードの仕事関数を低下させ、生成されるイオンの量を高めるためによく使用されます。プラズマ加熱核融合装置で H -ソースがためにも使用されている。

ペニング源の場合、シースの電界に平行な強い磁場が、カソードからカソードへのサイクロトロンスパイラル上の電子とイオンを導きます。 マグネトロンのように、高速のHマイナスイオンがカソードで生成されます。 それらは、プラズマ開口部に移動する際の電荷交換反応により減速します。 これにより、マグネトロンから得られるイオンよりも冷たいイオンビームが生成されます。

重イオンは、 電子サイクロトロン共鳴イオン源で生成できます。 高度に荷電したイオンの強力なビームを生成するための電子サイクロトロン共鳴(ECR)イオン源の使用は、過去10年間で大きく成長しました。 ECRイオン源は、核および素粒子物理学の線形加速器、ヴァンドグラフジェネレータ、またはサイクロトロンへのインジェクタとして使用されます。 原子物理学および表面物理学では、ECRイオン源は、衝突実験または表面調査のために、高荷電イオンの強力なビームを提供します。 ただし、最高の荷電状態には、 電子ビームイオン源 (EBIS)が必要です。 中重元素のむき出しのイオンでさえ生成できます。 同じ原理に基づく電子ビームイオントラップ (EBIT)は、むき出しのウランイオンまで生成することができ、イオン源としても使用できます。

重イオンは、通常、電子の熱電子放出を使用して気体状態の物質をイオン化するイオン銃でも生成できます。 このような機器は通常、表面分析に使用されます。

質量分離器を備えたイオンビーム蒸着システム

ガスは、 アノードカソードの間のイオン源を流れます。 正の電圧が陽極に印加されます。 この電圧は、内部カソードと外部カソードの先端間の高磁場と組み合わされて、 プラズマを開始します。 プラズマからのイオンは陽極電界によってはじかれます 。 これにより、イオンビームが作成されます。 [83]

表面改質[編集]


参照資料[編集]

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