[发明专利]一种高效稳定的二次离子提取装置

说明书

本发明涉及离子质谱技术领域，提供了一种高效稳定的二次离子提取装置，包括样品靶、一次离子光学单元、二次离子提取单元、电子枪、离子透镜和离子偏转单元；一次离子光学单元产生一次离子；二次离子提取单元提取样品靶产生的二次离子；电子枪中和样品表面累积的电荷；离子透镜对来自二次离子提取单元的二次离子进行聚焦；离子偏转单元对经过聚焦后的二次离子进行低像差偏转。本发明由样品靶表面、第一提取电极、第二提取电极组成的提取电极实现二次离子的高效、稳定提取；一次离子在样品靶表面产生电荷积累时，采用电子枪中和样品靶表面电荷；由第一和第二双端双极性偏转板、单透镜组成的传输系统，实现离子的低像差、高效率传输。

技术领域

本发明涉及离子质谱技术领域，特别涉及一种高效稳定的二次离子提取装置。

背景技术

二次离子质谱是一种非常灵敏的表面分析仪器，通过不同能量的一次离子溅射样品表面，从而在样品表面产生二次离子，经过二次离子提取系统使离子进入质量分析器，从而实现表面物质分析。其分析灵敏度可达亚ppm级别，但是一次离子溅射样品而产生二次离子的效率很低，实现二次离子高效率和稳定提取是实现仪器高灵敏度、高稳定性和高精度的关键。

在实践中，一方面，样品表面很难完全平整，会影响分析精度；另一方面，提取透镜中浸没透镜吸附样品，经过长时间吸附堆积，被吸附的样品会重新掉到样品表面，从而出现错误分析结果。

发明内容

本发明的目的是至少克服现有技术的不足之一，提供了一种高效稳定的二次离子提取装置，能够降低样品表面粗糙度对分析结果的影响，同时能够减少样品在传统提取电极尖端吸附，从而实现离子稳定、高效提取，并且保证数据的可靠性。

本发明采用如下技术方案：

一种高效稳定的二次离子提取装置，包括样品靶、一次离子光学单元、二次离子提取单元、电子枪、离子透镜和离子偏转单元；

所述一次离子光学单元，用于产生一次离子，一次离子溅射所述样品靶产生二次离子；

所述二次离子提取单元，用于提取所述样品靶产生的二次离子；

所述电子枪，在分析二次正离子时，用于中和样品表面累积的电荷；

所述离子透镜，用于对来自所述二次离子提取单元的二次离子进行聚焦；

所述离子偏转单元，用于对经过聚焦后的二次离子进行低像差偏转。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，样品粘贴在所述样品靶上，样品靶表层镀金导电。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述二次离子提取单元包括第一提取电极和第二提取电极；

所述样品靶、第一提取电极和第二提取电极依次设置；第一提取电极、第二提取电极与样品表面形成提取透镜，实现对二次离子的提取；所述第一提取电极与样品靶平行设置，所述第一提取电极施加低电压，在所述第一提取电极和样品靶之间形成均匀的弱电场，所述第一提取电极中部设置有供二次离子通过的小孔；所述第二电极施加高电压，所述第二电极与样品表面形成浸没透镜，为二次离子提取提供电压差。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述一次离子光学单元包括依次设置的离子源、透镜、偏转板和微孔；由离子源产生一次离子，一次离子为正离子或负离子，依次经过透镜、偏转板和微孔实现一次离子聚焦，一次离子溅射所述样品靶上的样品产生二次离子。

如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一提取电极的一面为平板，另一面为环形凸起；平板的一面对应样品靶，环形凸起形成的斜面与所述电子枪及离子源的顶面平行，环形凸起设置有孔道，所述电子枪发射的电子，及所述离子源产生的一次离子均通过所述孔道到达所述样品靶上的样品。