平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置
【課題】特定の散乱イオンのみを通過させる散乱イオンの弁別性能を確保しつつ、測定室内において圧力差を生じさせないイオン弁別手段（アパーチャ）を具備する平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置を提供すること。
【解決手段】特定の散乱イオンを通過させるイオン通過用開口部Ｚａの周りに形成された散乱イオンの遮断部Ｚｂに、イオンビームＨの軸を中心とする放射線に沿って伸びる複数のスリットＺｃが設けられ、このスリットＺｃは、板状の遮断部ＺｂにイオンビームＨの軸方向に対して斜め方向Ｒ１に測定室２０内の試料側２０ａとイオン検出器側２０ｂとを連通させるよう形成されており、イオンビームＨの軸方向から見て相互に重なり合う部分５１、５２を有することにより、イオンビームＨの軸方向から見て隙間が形成されない状態となってアパーチャＺ１が構成されている。
【解決手段】特定の散乱イオンを通過させるイオン通過用開口部Ｚａの周りに形成された散乱イオンの遮断部Ｚｂに、イオンビームＨの軸を中心とする放射線に沿って伸びる複数のスリットＺｃが設けられ、このスリットＺｃは、板状の遮断部ＺｂにイオンビームＨの軸方向に対して斜め方向Ｒ１に測定室２０内の試料側２０ａとイオン検出器側２０ｂとを連通させるよう形成されており、イオンビームＨの軸方向から見て相互に重なり合う部分５１、５２を有することにより、イオンビームＨの軸方向から見て隙間が形成されない状態となってアパーチャＺ１が構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンビームが照射された試料から後方散乱された散乱イオンをそのイオンビームと平行な磁場を用いてビーム軸に収束させるて測定する平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、高中エネルギーのイオンビームが入射した試料にて後方散乱された散乱イオンを、前記イオンビームと平行な磁場を用いてビーム軸に収束させる平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置（或いは、平行磁場型ラザフォード後方散乱分析装置）が示されている。
図３は、一般的な平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置Ｘの断面図を表す。
図３に示すように、平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置Ｘ（以下、散乱イオン測定装置Ｘという）は、大別して測定用のイオンビームＨを生成する加速器Ｘ１と、超伝導スペクトロメータ部（以下「スペクトロメータ部」と略す）Ｘ２とを備えて構成される。
また、加速器Ｘ１は、水素若しくはヘリウム等のイオン（一次イオン）を生成するイオン源１１と、生成されたイオンに高電圧を印加することによりイオンを加速させてイオンビームＨにする加速管１２とを備えている。
この加速器Ｘ１で生成されたイオンビームＨは、ビームダクト１３を通って、四重極レンズ１４や図示しない対物コリメータ等を通じて、スペクトロメータ部Ｘ２の測定室２０内に配置された試料Ｓに向けて出射される。
【０００３】
一方、スペクトロメータ部Ｘ２は、イオンビームＨの軸方向に伸びる円筒状の測定室２０と、この測定室２０の側面に配置されイオンビームＨの軸に対して平行且つ均一な磁場（磁界）を発生させる電磁石３０、測定室２０内の空気を外部へ排出する真空ポンプ３８等を備えて構成されている。ここで、電磁石３０は、超伝導ソレノイドコイル（以下、ソレノイドコイルという）３５及び補正コイル３６、並びにそれらを覆うマグネットヨーク３７等により構成されている。また、真空ポンプ３８を通じて測定室２０内の空気が不図示の吸引装置により吸引されて排出されることにより、測定中は測定室２０内がほぼ真空状態に保持される。
さらに、測定室２０内には、試料Ｓが載置される試料台２２と、散乱イオンが入射されることによりパルス電流信号を出力するイオン検出器２１と、試料Ｓとイオン検出器２１との間の位置に配置されるイオン弁別用のアパーチャ２３（イオン弁別手段の一例）とを備えている。
このアパーチャ２３は、イオン検出器２１側から試料Ｓに入射するイオンビームＨを通過させるとともに、ソレノイドコイル３５の磁場によりイオンビームＨの軸に収束した特定のエネルギー及び散乱角を有する散乱イオンをイオン検出器２１側に通過させるための開口部（イオン通過用開口部）を備えた板状の部材である。一般に、このアパーチャ２３は、ほぼ中心部に散乱イオン通過用の開口が設けられた円形の板状部材により構成されている。即ち、ＣＤ−ＲＯＭの中央の開口部をごく小さくしたようなものである。
【０００４】
測定室２０内では、入射したイオンビームＨが試料Ｓに照射されると、入射イオンが試料表面の組成元素に衝突して散乱する。この散乱イオンは、ソレノイドコイル３５による磁場によりローレンツ力を受け、測定室２０内で螺旋軌道（サイクロトロン軌道）に沿って、試料Ｓから遠ざかる方向（磁界の方向）、即ち、イオン検出器２１の方向へ向けて旋回飛行を行う。このような散乱イオンの旋回飛行を一般にサイクロトロン運動という。
そして、特定のエネルギーと散乱角とをもった散乱イオンがイオンビームＨの軸或いはその近傍に収束する位置にアパーチャ２３が配置され、その特定の散乱イオンのみがアパーチャ２３の開口を通じてイオン検出器２１側に通過し、その他の散乱イオンは遮断される。これにより特定のエネルギー及び散乱角を有する散乱イオンのみを弁別して２次元のイオン検出器２１により検出し、エネルギースペクトルを得ることができる。このようにして得られたエネルギースペクトルに基づいて試料Ｓの成分元素の同定や深さ方向の組成分析を行うことができる。
【特許文献１】特開平７−１９０９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のアパーチャ２３は、散乱イオンのうち特定のもの以外がイオン検出器２１側に通過しないよう、特定の散乱イオンを通過させるごく小さな開口が設けられただけの板状部材で構成されるためそのコンダクタンス（通気性）が小さく、これが、測定室２０内をイオン検出器２１側と試料Ｓ側とに仕切る仕切り板のように作用してしまう。このため、真空ポンプ３８による測定室２０内からの排気の際に、測定室２０内のイオン検出器２１側の空間と試料Ｓ側の空間とで真空状態の差（真空の程度の差）が生じ、測定精度に影響を与えるという問題点があった。さらに、一般に、真空ポンプ３８は試料Ｓ側に設けられるため（図３参照）、イオン検出器２１側が十分な真空状態とならず、これがイオン検出器２１の放電の原因となる結果、イオン検出器２１が劣化するという問題点もあった。
従って、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特定の散乱イオンのみを通過させてその他の散乱イオンを確実に遮断するという散乱イオンの弁別性能を確保しつつ、コンダクタンスを大きく（通気性を高く）して測定室内の圧力差を生じさせないイオン弁別手段を具備する平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、略真空（一般には、高真空の状態）の測定室内においてイオンビームが入射した試料から後方散乱された散乱イオンを、そのイオンビームと平行な磁場中に飛行させた後にイオン検出器により検出する後方散乱イオン測定装置（即ち、平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置）に用いられ、前記試料と前記イオン検出器との間に配置されるとともに、前記散乱イオンの一部を前記イオン検出器側へ通過させるイオン通過用開口部とその他の前記散乱イオンの通過を遮断する遮断部とが設けられたイオン弁別手段を具備する平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置に適用されるものである。
ここで、本発明は、前記イオン弁別手段における前記遮断部に、前記イオンビームの軸方向から見て相互に重なり合う部分を有することにより、前記イオンビームの軸方向から見て隙間が形成されない状態で前記試料側と前記イオン検出器側とを連通させる連通機構が設けられていることを特徴とするものである。
このような構成により、ごく小さく形成される前記イオン通過用開口部の位置に到達した特定の散乱イオンのみがこれを通過してイオン検出器に到達する。一方、前記遮断部における前記連通機構は、イオンビームの軸方向から見ると相互に重なり合う部分により隙間が形成されていないので、前記特定の散乱イオン以外の散乱イオンはこの遮断部により遮断され、散乱イオンの弁別性能が確保される。さらに、前記連通機構は、試料側とイオン検出器側とを連通させるので、測定室内においてほとんど圧力差を生じさせないイオン弁別手段を構成できる。
【０００７】
前記連通機構のより具体的な構成としては、例えば、板状の前記遮断部に前記イオンビームの軸方向に対して斜め方向に前記試料側と前記イオン検出器側とを連通させるよう形成されたスリットにより構成されたものが考えられる。
この場合のスリットは、板状の前記遮断部において前記散乱イオンが旋回飛行する方向に対して直交或いはほぼ直交する方向に前記試料側と前記イオン検出器側とを連通させるよう形成されたものであることが望ましい。
これにより、イオン弁別手段における前記イオン通過用開口部以外の位置に到達する特定の散乱イオン以外の不要な散乱イオンは、その飛行方向（進行方向）に直交或いはほぼ直交するスリットの壁によって確実に遮断され、イオン検出器側へ到達しない。即ち、散乱イオンの弁別性能が確保される。加えて、前記スリットによってイオン検出器側の空間と試料側の空間との通気性が確保され、測定室内において極力圧力差（真空状態の差）を生じさせないイオン弁別手段を構成できる。
また、前記連通機構の他の具体例としては、例えば、複数の板状の前記遮断部を、前記イオンビームの軸方向から見て一部が相互に重なり合う状態で、前記イオンビームの軸方向に間隔を隔てて保持する機構により構成されたものが考えられる。
その一例としては、前記遮断部が、前記イオン通過用開口部が形成された第１の板状部材と、これよりも外縁が大きく形成されその内側に前記試料側と前記イオン検出器側との連通経路となる連通用開口部が形成された１又は複数の第２の板状部材と、により構成されるとともに、前記連通機構が、前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材を、前記イオンビームの軸方向から見て前記第２の板状部材の前記連通用開口部各々が前記第１の板状部材により、又は前記第１の板状部材及び他の前記第２の板状部材により塞がれる状態で前記イオンビームの軸方向に間隔を隔てて保持する機構により構成されたものが考えられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、イオン弁別手段における散乱イオンを遮断する遮断部（前記イオン通過用開口部以外の部分）に、イオンビームの軸方向から見て隙間が形成されない状態で試料側とイオン検出器側とを連通させる連通機構が設けられるので、イオン検出器側に特定の散乱イオンのみを通過させてその他の不要な散乱イオンを遮断するという散乱イオンの弁別性能を確保しつつ、測定室内においてイオン検出器側及び試料側の両空間に圧力差（真空状態の差）を生じさせないイオン弁別手段を備えた平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置を提供できる。その結果、測定室内の圧力差に起因する測定誤差の発生を回避できる。さらに、イオン検出器周辺の高い真空性を維持でき、イオン検出器の放電による劣化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに、図１は本発明の第１実施形態に係るイオン弁別アパーチャＺ１の正面図及び一部断面図、図２は本発明の第２実施形態に係るイオン弁別アパーチャＺ２の正面図及び側面図（一部断面図）、図３は本発明の実施形態に係るイオン弁別アパーチャの適用対象となる平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置Ｘの概略構成を表す断面図、図４は平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置Ｘにおける測定室の概略構成を表す断面図である。
【００１０】
本発明の実施形態に係るイオン弁別手段であるイオン弁別アパーチャＺ１、Ｚ２（以下、アパーチャＺ１、Ｚ２という）は、図３に示した一般的な平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置Ｘ（以下、散乱イオン測定装置Ｘという）に適用されるものである。
図３に示す後方散乱イオン測定装置Ｘは、真空の測定室２０内においてイオンビームＨが入射した試料Ｓから後方散乱された散乱イオンを、イオンビームＨと平行な磁場中に飛行させた後にイオン検出器２１により検出する装置であるが、既に説明したのでここでは説明を省略する。なお、図３に示したアパーチャ２３が、本発明の実施形態に係るアパーチャＺ１又はＺ２（以下、これらを総称してアパーチャＺという）に置き換えられる。
【００１１】
ここで、図４を参照しつつ、後方散乱イオン測定装置Ｘが備える測定室２０についてより詳細に説明する。
測定室２０は、ほぼ円筒形に形成されており、円筒の中心軸がイオンビームＨの軸と一致するように配置され、そのイオンビームＨの入口側を塞ぐ磁極３１には、イオンビームＨ通過用の開口３１ａが設けられている。この測定室２０内は、ソレノイドコイル３５、補正コイル（図３参照）及びマグネットヨーク（図３参照）が周囲に配置されることにより、イオンビームＨの軸に平行な磁場が発生する。
測定室２０内には、イオンビームＨの照射方向上流側（磁極３１側）から順に、イオン検出器２１、散乱イオン弁別用のアパーチャＺ、及び試料Ｓが配置される。ここで、イオン検出器２１のほぼ中央には、イオンビームＨを通過させる開口２１ａが設けられている。
一方、試料Ｓとイオン検出器２１との間に配置されるアパーチャＺのほぼ中央には、イオンビームＨを通過させるとともに、試料Ｓから飛行してくる散乱イオンの一部（後述する特定散乱イオン）ｅ１をイオン検出器２１側へ通過させる開口部Ｚａ（以下、イオン通過用開口部という）が設けられ、その周囲は、その他の散乱イオンｅ２の通過を遮断する遮断部Ｚｂが形成されている。
このアパーチャＺの外縁は、測定室２０の内面にほぼ沿うような形状となっており、測定室２０は、アパーチャＺによって試料側２０ａとイオン検出器側２０ｂとに仕切られたような状態となる。
【００１２】
真空状態の測定室２０内において、イオンビームＨが試料Ｓに照射され、そのイオンビームＨを構成するイオンが試料Ｓ表面の組成元素に当たって散乱する。この散乱イオンは、ソレノイドコイル３５等により発生する平行磁場によりローレンツ力を受け、測定室２０内で螺旋軌道（サイクロトロン軌道）に沿って、試料Ｓから遠ざかる方向（磁界の方向）、即ち、イオン検出器２１の方向へ向けて旋回飛行（サイクロトロン運動）を行う。
そして、アパーチャＺが、特定のエネルギーと散乱角とをもった散乱イオン（以下、特定散乱イオンｅ１という）がほぼイオンビームＨの軸に収束する位置にイオン通過用開口部Ｚａが位置するよう配置され、特定散乱イオンｅ１のみがイオン通過用開口部Ｚａを通じてイオン検出器２１側に通過し、その他の散乱イオンｅ２は遮断部Ｚｂにより遮断される。
【００１３】
＜第１実施形態＞
次に、図１を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る散乱イオン弁別用のアパーチャＺ１について説明する。
図１の正面図に示すように、アパーチャＺ１は、その外縁が測定室２０の内面に沿うように円形の板状部材により遮断部Ｚｂが形成され、そのほぼ中央に前記イオン通過用開口部Ｚａが設けられている。このアパーチャＺ１は、そのイオン通過用開口部ＺａをイオンビームＨが通過するように配置される。
また、遮断部Ｚｂには、イオンビームＨの軸を中心とする放射線に沿って伸びる複数のスリットＺｃが設けられている。
このスリットＺｃは、図１のＡ−Ａ’断面図に示されるように、板状の遮断部ＺｂにイオンビームＨの軸方向に対して斜め方向（図１のＲ１の方向）に測定室２０内の試料側２０ａとイオン検出器側２０ｂとを連通させるよう形成されており、イオンビームＨの軸方向から見て相互に重なり合う部分５１、５２を有することにより、イオンビームＨの軸方向から見て隙間が形成されない状態となっている（連通機構の一例）。
このようなスリットＺｃを遮断部Ｚｂに設けることにより、特定散乱イオンｅ１のみを通過させる（他の散乱イオンｅ２を遮断する）弁別性能を確保しつつ、測定室２０内において試料側２０ａとイオン検出器側２０ｂとの間のコンダクタンスを高めて両空間の圧力差を無くすことができる。
【００１４】
ここで、散乱イオンｅ２はサイクロトロン運動を行って旋回飛行するが、図１のＡ−Ａ’断面図に示すように、スリットＺｃは、板状の遮断部Ｚｂにおいて、散乱イオンｅ２が旋回飛行する方向に対してほぼ直交する方向Ｒ１に、測定室２０内の試料側２０ａとイオン検出器側２０ｂとを連通させるよう形成されている。
このような構成により、イオンビームＨの軸方向から見て相互に重なり合う部分５１、５２の幅（重複範囲）を比較的小さくして高いコンダクタンスを確保しつつ、散乱イオンｅ２を確実に遮断できる。
また、散乱イオンｅ２はイオンビームＨの軸を中心に旋回飛行するので、散乱イオンｅ２の旋回飛行の方向に対してほぼ直交する方向のスリットＺｃは、前述したように、イオンビームＨの軸を中心とする放射線に沿う方向に伸びて形成されると、いずれの位置でも散乱イオンｅ２の飛行方向に対してほぼ同じ角度条件となる。その結果、不要な散乱イオンｅ２は、スリットＺｃを形成する壁により確実に遮断され、それがスリットＺｃを通じてイオン検出器２１側に通過することを確実に防止できる。
【００１５】
＜第２実施形態＞
次に、図２を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係る散乱イオン弁別用のアパーチャＺ２について説明する。
図２に示すように、アパーチャＺ２は、複数枚（図２では３枚）の板状の遮断部Ｚｂ１〜Ｚｂ３を備え、その複数の遮断部Ｚｂ１〜Ｚｂ３が、柱状のスペーサＺｅ（支柱）により、イオンビームＨの軸方向から見てそれらの一部６１、６２ａ、６２ｂ、６３が相互に重なり合う状態でイオンビームＨの軸方向に間隔Ｚｄ１、Ｚｃ２を隔てて保持されたものである。
図２に示す例では、１枚の遮断部Ｚｂ１は、前記イオン通過用開口部Ｚａが形成された円形状の板状部材（第１の板状部材の一例）であり、他の２枚の遮断部Ｚｂ２、Ｚｂ３各々は、遮断部Ｚｂ１よりも外縁が大きく形成されその内側に測定室２０内の試料側２０ａとイオン検出器側２０ｂとの連通経路となる連通用開口部Ｚｃ２、Ｚｃ３が形成されたドーナツ板状の板状部材（第２の板状部材の一例）である。ここで、遮断部Ｚｂ２の連通用開口部Ｚｃ２は、遮断部Ｚｂ１の外縁よりも小さく形成され、遮断部Ｚｂ３の連通用開口部Ｚｃ３は、遮断部Ｚｂ１の外縁よりも大きく、かつ遮断部Ｚｂ２の外縁よりも小さく形成されている。また、最も大きな遮断部Ｚｂ３は、その外縁が測定室２０の内面に沿うように円形に形成されている。
そして、３枚の板状の遮断部Ｚｂ１は、イオンビームＨの軸方向にほぼ平行に間隔Ｚｄ１、Ｚｄ２を隔てて配列され、その間隔の部分に設けられた柱状のスペーサＺｅにより連結されて保持されている。
このアパーチャＺ２は、そのイオン通過用開口部ＺａをイオンビームＨが通過するように配置される。
【００１６】
図２に示すように、アパーチャＺ２も、各遮断部Ｚｂ１〜Ｚｂ３が、イオンビームＨの軸方向から見て相互に重なり合う部分６１、６２ａ、６２ｂ、６３を有することにより、イオンビームＨの軸方向から見て隙間が形成されない状態となっている。さらに、連通用開口部Ｚｃ２、Ｚｃ３と、各遮断部Ｚｂ１〜Ｚｂ３の間の間隔Ｚｄ１、Ｚｄ２（隙間）とが、測定室２０内の試料側２０ａとイオン検出器側２０ｂとの間の連通経路を形成している（連通機構の一例）。
図２に示す例では、イオンビームＨの軸方向から見て、遮断部Ｚｂ２（第２の板状部材の一例）の連通用開口部Ｚｃ２が遮断部Ｚｂ１（第１の板状部材の一例）により塞がれる状態で、かつ、遮断部Ｚｂ３（第２の板状部材の一例）の連通用開口部Ｚｃ３が遮断部Ｚｂ１及び遮断部Ｚｂ２により塞がれる状態で、イオンビームＨの軸方向に間隔Ｚｄ１、Ｚｄ２を隔ててスペーサＺｅにより保持されている。
このような構造を有することにより、イオン通過用開口部Ｚａに到達する特定の散乱イオン以外の不要な散乱イオンｅ２は、各遮断部Ｚｂ１〜Ｚｂ３の壁面により確実に遮断され、それが連通用開口部Ｚｃ１〜Ｚｃ３を通じてイオン検出器２１側に通過することを確実に防止できる。即ち、特定散乱イオンｅ１のみを通過させる（他の散乱イオンｅ２を遮断する）という弁別性能を確保しつつ、測定室２０内において試料側２０ａの空間とイオン検出器側２０ｂの空間との圧力差（真空状態の差）を無くすことができる。
また、複数の遮断部Ｚｂ１〜Ｚｂ３の間隔Ｚｄ１、Ｚｄ２を十分に確保することによって、前述したアパーチャＺ１におけるスリットＺｃを設ける場合よりもさらに圧損を低く抑えることができる。また、遮断部を斜め方向に加工する必要がなく、比較的容易に製造するとができる。
【００１７】
以上示したアパーチャＺ１、Ｚ２は、本発明を具体化した一例であり、特定の散乱イオン以外の散乱イオンを遮断する遮断部に、イオンビームＨの軸方向から見て相互に重なり合う部分を有することによって、イオンビームＨの軸方向から見たときに隙間が生じないように構成しつつ、測定室２０内の試料側２０ａとイオン検出器側２０ｂとの連通経路が形成される構成を有するものであれば、他の構成により実現されたものであっても本発明の実施例となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るイオン弁別アパーチャＺ１の正面図及び一部断面図。
【図２】本発明の第２実施形態に係るイオン弁別アパーチャＺ２の正面図及び側面図（一部断面図）。
【図３】本発明の実施形態に係るイオン弁別アパーチャの適用対象となる平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置Ｘの概略構成を表す断面図。
【図４】平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置Ｘにおける測定室の概略構成を表す断面図。
【符号の説明】
【００１９】
Ｘ…平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置
Ｘ１…加速器
Ｘ２…超伝導スペクトロメータ部
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ…アパーチャ
Ｚａ…イオン通過用開口部
Ｚｂ、Ｚｂ１、Ｚｂ２、Ｚｂ３…遮断部
Ｚｃ…スリット
Ｚｅ…スペーサ
Ｓ…試料
１１…イオン源
１２…加速管
２０…測定室
２１…イオン検出器
２２…試料台
３０…電磁石
３５…超伝導ソレノイドコイル
３６…補正コイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンビームが照射された試料から後方散乱された散乱イオンをそのイオンビームと平行な磁場を用いてビーム軸に収束させるて測定する平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、高中エネルギーのイオンビームが入射した試料にて後方散乱された散乱イオンを、前記イオンビームと平行な磁場を用いてビーム軸に収束させる平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置（或いは、平行磁場型ラザフォード後方散乱分析装置）が示されている。
図３は、一般的な平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置Ｘの断面図を表す。
図３に示すように、平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置Ｘ（以下、散乱イオン測定装置Ｘという）は、大別して測定用のイオンビームＨを生成する加速器Ｘ１と、超伝導スペクトロメータ部（以下「スペクトロメータ部」と略す）Ｘ２とを備えて構成される。
また、加速器Ｘ１は、水素若しくはヘリウム等のイオン（一次イオン）を生成するイオン源１１と、生成されたイオンに高電圧を印加することによりイオンを加速させてイオンビームＨにする加速管１２とを備えている。
この加速器Ｘ１で生成されたイオンビームＨは、ビームダクト１３を通って、四重極レンズ１４や図示しない対物コリメータ等を通じて、スペクトロメータ部Ｘ２の測定室２０内に配置された試料Ｓに向けて出射される。
【０００３】
一方、スペクトロメータ部Ｘ２は、イオンビームＨの軸方向に伸びる円筒状の測定室２０と、この測定室２０の側面に配置されイオンビームＨの軸に対して平行且つ均一な磁場（磁界）を発生させる電磁石３０、測定室２０内の空気を外部へ排出する真空ポンプ３８等を備えて構成されている。ここで、電磁石３０は、超伝導ソレノイドコイル（以下、ソレノイドコイルという）３５及び補正コイル３６、並びにそれらを覆うマグネットヨーク３７等により構成されている。また、真空ポンプ３８を通じて測定室２０内の空気が不図示の吸引装置により吸引されて排出されることにより、測定中は測定室２０内がほぼ真空状態に保持される。
さらに、測定室２０内には、試料Ｓが載置される試料台２２と、散乱イオンが入射されることによりパルス電流信号を出力するイオン検出器２１と、試料Ｓとイオン検出器２１との間の位置に配置されるイオン弁別用のアパーチャ２３（イオン弁別手段の一例）とを備えている。
このアパーチャ２３は、イオン検出器２１側から試料Ｓに入射するイオンビームＨを通過させるとともに、ソレノイドコイル３５の磁場によりイオンビームＨの軸に収束した特定のエネルギー及び散乱角を有する散乱イオンをイオン検出器２１側に通過させるための開口部（イオン通過用開口部）を備えた板状の部材である。一般に、このアパーチャ２３は、ほぼ中心部に散乱イオン通過用の開口が設けられた円形の板状部材により構成されている。即ち、ＣＤ−ＲＯＭの中央の開口部をごく小さくしたようなものである。
【０００４】
測定室２０内では、入射したイオンビームＨが試料Ｓに照射されると、入射イオンが試料表面の組成元素に衝突して散乱する。この散乱イオンは、ソレノイドコイル３５による磁場によりローレンツ力を受け、測定室２０内で螺旋軌道（サイクロトロン軌道）に沿って、試料Ｓから遠ざかる方向（磁界の方向）、即ち、イオン検出器２１の方向へ向けて旋回飛行を行う。このような散乱イオンの旋回飛行を一般にサイクロトロン運動という。
そして、特定のエネルギーと散乱角とをもった散乱イオンがイオンビームＨの軸或いはその近傍に収束する位置にアパーチャ２３が配置され、その特定の散乱イオンのみがアパーチャ２３の開口を通じてイオン検出器２１側に通過し、その他の散乱イオンは遮断される。これにより特定のエネルギー及び散乱角を有する散乱イオンのみを弁別して２次元のイオン検出器２１により検出し、エネルギースペクトルを得ることができる。このようにして得られたエネルギースペクトルに基づいて試料Ｓの成分元素の同定や深さ方向の組成分析を行うことができる。
【特許文献１】特開平７−１９０９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のアパーチャ２３は、散乱イオンのうち特定のもの以外がイオン検出器２１側に通過しないよう、特定の散乱イオンを通過させるごく小さな開口が設けられただけの板状部材で構成されるためそのコンダクタンス（通気性）が小さく、これが、測定室２０内をイオン検出器２１側と試料Ｓ側とに仕切る仕切り板のように作用してしまう。このため、真空ポンプ３８による測定室２０内からの排気の際に、測定室２０内のイオン検出器２１側の空間と試料Ｓ側の空間とで真空状態の差（真空の程度の差）が生じ、測定精度に影響を与えるという問題点があった。さらに、一般に、真空ポンプ３８は試料Ｓ側に設けられるため（図３参照）、イオン検出器２１側が十分な真空状態とならず、これがイオン検出器２１の放電の原因となる結果、イオン検出器２１が劣化するという問題点もあった。
従って、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特定の散乱イオンのみを通過させてその他の散乱イオンを確実に遮断するという散乱イオンの弁別性能を確保しつつ、コンダクタンスを大きく（通気性を高く）して測定室内の圧力差を生じさせないイオン弁別手段を具備する平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、略真空（一般には、高真空の状態）の測定室内においてイオンビームが入射した試料から後方散乱された散乱イオンを、そのイオンビームと平行な磁場中に飛行させた後にイオン検出器により検出する後方散乱イオン測定装置（即ち、平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置）に用いられ、前記試料と前記イオン検出器との間に配置されるとともに、前記散乱イオンの一部を前記イオン検出器側へ通過させるイオン通過用開口部とその他の前記散乱イオンの通過を遮断する遮断部とが設けられたイオン弁別手段を具備する平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置に適用されるものである。
ここで、本発明は、前記イオン弁別手段における前記遮断部に、前記イオンビームの軸方向から見て相互に重なり合う部分を有することにより、前記イオンビームの軸方向から見て隙間が形成されない状態で前記試料側と前記イオン検出器側とを連通させる連通機構が設けられていることを特徴とするものである。
このような構成により、ごく小さく形成される前記イオン通過用開口部の位置に到達した特定の散乱イオンのみがこれを通過してイオン検出器に到達する。一方、前記遮断部における前記連通機構は、イオンビームの軸方向から見ると相互に重なり合う部分により隙間が形成されていないので、前記特定の散乱イオン以外の散乱イオンはこの遮断部により遮断され、散乱イオンの弁別性能が確保される。さらに、前記連通機構は、試料側とイオン検出器側とを連通させるので、測定室内においてほとんど圧力差を生じさせないイオン弁別手段を構成できる。
【０００７】
前記連通機構のより具体的な構成としては、例えば、板状の前記遮断部に前記イオンビームの軸方向に対して斜め方向に前記試料側と前記イオン検出器側とを連通させるよう形成されたスリットにより構成されたものが考えられる。
この場合のスリットは、板状の前記遮断部において前記散乱イオンが旋回飛行する方向に対して直交或いはほぼ直交する方向に前記試料側と前記イオン検出器側とを連通させるよう形成されたものであることが望ましい。
これにより、イオン弁別手段における前記イオン通過用開口部以外の位置に到達する特定の散乱イオン以外の不要な散乱イオンは、その飛行方向（進行方向）に直交或いはほぼ直交するスリットの壁によって確実に遮断され、イオン検出器側へ到達しない。即ち、散乱イオンの弁別性能が確保される。加えて、前記スリットによってイオン検出器側の空間と試料側の空間との通気性が確保され、測定室内において極力圧力差（真空状態の差）を生じさせないイオン弁別手段を構成できる。
また、前記連通機構の他の具体例としては、例えば、複数の板状の前記遮断部を、前記イオンビームの軸方向から見て一部が相互に重なり合う状態で、前記イオンビームの軸方向に間隔を隔てて保持する機構により構成されたものが考えられる。
その一例としては、前記遮断部が、前記イオン通過用開口部が形成された第１の板状部材と、これよりも外縁が大きく形成されその内側に前記試料側と前記イオン検出器側との連通経路となる連通用開口部が形成された１又は複数の第２の板状部材と、により構成されるとともに、前記連通機構が、前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材を、前記イオンビームの軸方向から見て前記第２の板状部材の前記連通用開口部各々が前記第１の板状部材により、又は前記第１の板状部材及び他の前記第２の板状部材により塞がれる状態で前記イオンビームの軸方向に間隔を隔てて保持する機構により構成されたものが考えられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、イオン弁別手段における散乱イオンを遮断する遮断部（前記イオン通過用開口部以外の部分）に、イオンビームの軸方向から見て隙間が形成されない状態で試料側とイオン検出器側とを連通させる連通機構が設けられるので、イオン検出器側に特定の散乱イオンのみを通過させてその他の不要な散乱イオンを遮断するという散乱イオンの弁別性能を確保しつつ、測定室内においてイオン検出器側及び試料側の両空間に圧力差（真空状態の差）を生じさせないイオン弁別手段を備えた平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置を提供できる。その結果、測定室内の圧力差に起因する測定誤差の発生を回避できる。さらに、イオン検出器周辺の高い真空性を維持でき、イオン検出器の放電による劣化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに、図１は本発明の第１実施形態に係るイオン弁別アパーチャＺ１の正面図及び一部断面図、図２は本発明の第２実施形態に係るイオン弁別アパーチャＺ２の正面図及び側面図（一部断面図）、図３は本発明の実施形態に係るイオン弁別アパーチャの適用対象となる平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置Ｘの概略構成を表す断面図、図４は平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置Ｘにおける測定室の概略構成を表す断面図である。
【００１０】
本発明の実施形態に係るイオン弁別手段であるイオン弁別アパーチャＺ１、Ｚ２（以下、アパーチャＺ１、Ｚ２という）は、図３に示した一般的な平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置Ｘ（以下、散乱イオン測定装置Ｘという）に適用されるものである。
図３に示す後方散乱イオン測定装置Ｘは、真空の測定室２０内においてイオンビームＨが入射した試料Ｓから後方散乱された散乱イオンを、イオンビームＨと平行な磁場中に飛行させた後にイオン検出器２１により検出する装置であるが、既に説明したのでここでは説明を省略する。なお、図３に示したアパーチャ２３が、本発明の実施形態に係るアパーチャＺ１又はＺ２（以下、これらを総称してアパーチャＺという）に置き換えられる。
【００１１】
ここで、図４を参照しつつ、後方散乱イオン測定装置Ｘが備える測定室２０についてより詳細に説明する。
測定室２０は、ほぼ円筒形に形成されており、円筒の中心軸がイオンビームＨの軸と一致するように配置され、そのイオンビームＨの入口側を塞ぐ磁極３１には、イオンビームＨ通過用の開口３１ａが設けられている。この測定室２０内は、ソレノイドコイル３５、補正コイル（図３参照）及びマグネットヨーク（図３参照）が周囲に配置されることにより、イオンビームＨの軸に平行な磁場が発生する。
測定室２０内には、イオンビームＨの照射方向上流側（磁極３１側）から順に、イオン検出器２１、散乱イオン弁別用のアパーチャＺ、及び試料Ｓが配置される。ここで、イオン検出器２１のほぼ中央には、イオンビームＨを通過させる開口２１ａが設けられている。
一方、試料Ｓとイオン検出器２１との間に配置されるアパーチャＺのほぼ中央には、イオンビームＨを通過させるとともに、試料Ｓから飛行してくる散乱イオンの一部（後述する特定散乱イオン）ｅ１をイオン検出器２１側へ通過させる開口部Ｚａ（以下、イオン通過用開口部という）が設けられ、その周囲は、その他の散乱イオンｅ２の通過を遮断する遮断部Ｚｂが形成されている。
このアパーチャＺの外縁は、測定室２０の内面にほぼ沿うような形状となっており、測定室２０は、アパーチャＺによって試料側２０ａとイオン検出器側２０ｂとに仕切られたような状態となる。
【００１２】
真空状態の測定室２０内において、イオンビームＨが試料Ｓに照射され、そのイオンビームＨを構成するイオンが試料Ｓ表面の組成元素に当たって散乱する。この散乱イオンは、ソレノイドコイル３５等により発生する平行磁場によりローレンツ力を受け、測定室２０内で螺旋軌道（サイクロトロン軌道）に沿って、試料Ｓから遠ざかる方向（磁界の方向）、即ち、イオン検出器２１の方向へ向けて旋回飛行（サイクロトロン運動）を行う。
そして、アパーチャＺが、特定のエネルギーと散乱角とをもった散乱イオン（以下、特定散乱イオンｅ１という）がほぼイオンビームＨの軸に収束する位置にイオン通過用開口部Ｚａが位置するよう配置され、特定散乱イオンｅ１のみがイオン通過用開口部Ｚａを通じてイオン検出器２１側に通過し、その他の散乱イオンｅ２は遮断部Ｚｂにより遮断される。
【００１３】
＜第１実施形態＞
次に、図１を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る散乱イオン弁別用のアパーチャＺ１について説明する。
図１の正面図に示すように、アパーチャＺ１は、その外縁が測定室２０の内面に沿うように円形の板状部材により遮断部Ｚｂが形成され、そのほぼ中央に前記イオン通過用開口部Ｚａが設けられている。このアパーチャＺ１は、そのイオン通過用開口部ＺａをイオンビームＨが通過するように配置される。
また、遮断部Ｚｂには、イオンビームＨの軸を中心とする放射線に沿って伸びる複数のスリットＺｃが設けられている。
このスリットＺｃは、図１のＡ−Ａ’断面図に示されるように、板状の遮断部ＺｂにイオンビームＨの軸方向に対して斜め方向（図１のＲ１の方向）に測定室２０内の試料側２０ａとイオン検出器側２０ｂとを連通させるよう形成されており、イオンビームＨの軸方向から見て相互に重なり合う部分５１、５２を有することにより、イオンビームＨの軸方向から見て隙間が形成されない状態となっている（連通機構の一例）。
このようなスリットＺｃを遮断部Ｚｂに設けることにより、特定散乱イオンｅ１のみを通過させる（他の散乱イオンｅ２を遮断する）弁別性能を確保しつつ、測定室２０内において試料側２０ａとイオン検出器側２０ｂとの間のコンダクタンスを高めて両空間の圧力差を無くすことができる。
【００１４】
ここで、散乱イオンｅ２はサイクロトロン運動を行って旋回飛行するが、図１のＡ−Ａ’断面図に示すように、スリットＺｃは、板状の遮断部Ｚｂにおいて、散乱イオンｅ２が旋回飛行する方向に対してほぼ直交する方向Ｒ１に、測定室２０内の試料側２０ａとイオン検出器側２０ｂとを連通させるよう形成されている。
このような構成により、イオンビームＨの軸方向から見て相互に重なり合う部分５１、５２の幅（重複範囲）を比較的小さくして高いコンダクタンスを確保しつつ、散乱イオンｅ２を確実に遮断できる。
また、散乱イオンｅ２はイオンビームＨの軸を中心に旋回飛行するので、散乱イオンｅ２の旋回飛行の方向に対してほぼ直交する方向のスリットＺｃは、前述したように、イオンビームＨの軸を中心とする放射線に沿う方向に伸びて形成されると、いずれの位置でも散乱イオンｅ２の飛行方向に対してほぼ同じ角度条件となる。その結果、不要な散乱イオンｅ２は、スリットＺｃを形成する壁により確実に遮断され、それがスリットＺｃを通じてイオン検出器２１側に通過することを確実に防止できる。
【００１５】
＜第２実施形態＞
次に、図２を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係る散乱イオン弁別用のアパーチャＺ２について説明する。
図２に示すように、アパーチャＺ２は、複数枚（図２では３枚）の板状の遮断部Ｚｂ１〜Ｚｂ３を備え、その複数の遮断部Ｚｂ１〜Ｚｂ３が、柱状のスペーサＺｅ（支柱）により、イオンビームＨの軸方向から見てそれらの一部６１、６２ａ、６２ｂ、６３が相互に重なり合う状態でイオンビームＨの軸方向に間隔Ｚｄ１、Ｚｃ２を隔てて保持されたものである。
図２に示す例では、１枚の遮断部Ｚｂ１は、前記イオン通過用開口部Ｚａが形成された円形状の板状部材（第１の板状部材の一例）であり、他の２枚の遮断部Ｚｂ２、Ｚｂ３各々は、遮断部Ｚｂ１よりも外縁が大きく形成されその内側に測定室２０内の試料側２０ａとイオン検出器側２０ｂとの連通経路となる連通用開口部Ｚｃ２、Ｚｃ３が形成されたドーナツ板状の板状部材（第２の板状部材の一例）である。ここで、遮断部Ｚｂ２の連通用開口部Ｚｃ２は、遮断部Ｚｂ１の外縁よりも小さく形成され、遮断部Ｚｂ３の連通用開口部Ｚｃ３は、遮断部Ｚｂ１の外縁よりも大きく、かつ遮断部Ｚｂ２の外縁よりも小さく形成されている。また、最も大きな遮断部Ｚｂ３は、その外縁が測定室２０の内面に沿うように円形に形成されている。
そして、３枚の板状の遮断部Ｚｂ１は、イオンビームＨの軸方向にほぼ平行に間隔Ｚｄ１、Ｚｄ２を隔てて配列され、その間隔の部分に設けられた柱状のスペーサＺｅにより連結されて保持されている。
このアパーチャＺ２は、そのイオン通過用開口部ＺａをイオンビームＨが通過するように配置される。
【００１６】
図２に示すように、アパーチャＺ２も、各遮断部Ｚｂ１〜Ｚｂ３が、イオンビームＨの軸方向から見て相互に重なり合う部分６１、６２ａ、６２ｂ、６３を有することにより、イオンビームＨの軸方向から見て隙間が形成されない状態となっている。さらに、連通用開口部Ｚｃ２、Ｚｃ３と、各遮断部Ｚｂ１〜Ｚｂ３の間の間隔Ｚｄ１、Ｚｄ２（隙間）とが、測定室２０内の試料側２０ａとイオン検出器側２０ｂとの間の連通経路を形成している（連通機構の一例）。
図２に示す例では、イオンビームＨの軸方向から見て、遮断部Ｚｂ２（第２の板状部材の一例）の連通用開口部Ｚｃ２が遮断部Ｚｂ１（第１の板状部材の一例）により塞がれる状態で、かつ、遮断部Ｚｂ３（第２の板状部材の一例）の連通用開口部Ｚｃ３が遮断部Ｚｂ１及び遮断部Ｚｂ２により塞がれる状態で、イオンビームＨの軸方向に間隔Ｚｄ１、Ｚｄ２を隔ててスペーサＺｅにより保持されている。
このような構造を有することにより、イオン通過用開口部Ｚａに到達する特定の散乱イオン以外の不要な散乱イオンｅ２は、各遮断部Ｚｂ１〜Ｚｂ３の壁面により確実に遮断され、それが連通用開口部Ｚｃ１〜Ｚｃ３を通じてイオン検出器２１側に通過することを確実に防止できる。即ち、特定散乱イオンｅ１のみを通過させる（他の散乱イオンｅ２を遮断する）という弁別性能を確保しつつ、測定室２０内において試料側２０ａの空間とイオン検出器側２０ｂの空間との圧力差（真空状態の差）を無くすことができる。
また、複数の遮断部Ｚｂ１〜Ｚｂ３の間隔Ｚｄ１、Ｚｄ２を十分に確保することによって、前述したアパーチャＺ１におけるスリットＺｃを設ける場合よりもさらに圧損を低く抑えることができる。また、遮断部を斜め方向に加工する必要がなく、比較的容易に製造するとができる。
【００１７】
以上示したアパーチャＺ１、Ｚ２は、本発明を具体化した一例であり、特定の散乱イオン以外の散乱イオンを遮断する遮断部に、イオンビームＨの軸方向から見て相互に重なり合う部分を有することによって、イオンビームＨの軸方向から見たときに隙間が生じないように構成しつつ、測定室２０内の試料側２０ａとイオン検出器側２０ｂとの連通経路が形成される構成を有するものであれば、他の構成により実現されたものであっても本発明の実施例となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るイオン弁別アパーチャＺ１の正面図及び一部断面図。
【図２】本発明の第２実施形態に係るイオン弁別アパーチャＺ２の正面図及び側面図（一部断面図）。
【図３】本発明の実施形態に係るイオン弁別アパーチャの適用対象となる平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置Ｘの概略構成を表す断面図。
【図４】平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置Ｘにおける測定室の概略構成を表す断面図。
【符号の説明】
【００１９】
Ｘ…平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置
Ｘ１…加速器
Ｘ２…超伝導スペクトロメータ部
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ…アパーチャ
Ｚａ…イオン通過用開口部
Ｚｂ、Ｚｂ１、Ｚｂ２、Ｚｂ３…遮断部
Ｚｃ…スリット
Ｚｅ…スペーサ
Ｓ…試料
１１…イオン源
１２…加速管
２０…測定室
２１…イオン検出器
２２…試料台
３０…電磁石
３５…超伝導ソレノイドコイル
３６…補正コイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略真空の測定室内においてイオンビームが入射した試料から後方散乱された散乱イオンを該イオンビームと平行な磁場中に飛行させた後にイオン検出器により検出する平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置であって、
前記試料と前記イオン検出器との間に配置されるとともに、前記散乱イオンの一部を前記イオン検出器側へ通過させるイオン通過用開口部とその他の前記散乱イオンの通過を遮断する遮断部とが設けられ、さらに該遮断部に、前記イオンビームの軸方向から見て相互に重なり合う部分を有することにより、前記イオンビームの軸方向から見て隙間が形成されない状態で前記試料側と前記イオン検出器側とを連通させる連通機構が設けられたイオン弁別手段を具備してなることを特徴とする平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置。
【請求項２】
前記連通機構が、板状の前記遮断部に前記イオンビームの軸方向に対して斜め方向に前記試料側と前記イオン検出器側とを連通させるよう形成されたスリットにより構成されてなる請求項１に記載の平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置。
【請求項３】
前記スリットが、板状の前記遮断部において前記散乱イオンが旋回飛行する方向に対して略直交する方向に前記試料側と前記イオン検出器側とを連通させるよう形成されてなる請求項２に記載の平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置。
【請求項４】
前記連通機構が、複数の板状の前記遮断部を、前記イオンビームの軸方向から見て一部が相互に重なり合う状態で前記イオンビームの軸方向に間隔を隔てて保持する機構により構成されてなる請求項１に記載の平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置。
【請求項５】
前記遮断部が、前記イオン通過用開口部が形成された第１の板状部材と、該第１の板状部材よりも外縁が大きく形成されその内側に前記試料側と前記イオン検出器側との連通経路となる連通用開口部が形成された１又は複数の第２の板状部材と、により構成され、
前記連通機構が、
前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材を、前記イオンビームの軸方向から見て前記第２の板状部材の前記連通用開口部各々が前記第１の板状部材により、又は前記第１の板状部材及び他の前記第２の板状部材により塞がれる状態で前記イオンビームの軸方向に間隔を隔てて保持する機構により構成されてなる請求項４に記載の平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置。
【請求項１】
略真空の測定室内においてイオンビームが入射した試料から後方散乱された散乱イオンを該イオンビームと平行な磁場中に飛行させた後にイオン検出器により検出する平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置であって、
前記試料と前記イオン検出器との間に配置されるとともに、前記散乱イオンの一部を前記イオン検出器側へ通過させるイオン通過用開口部とその他の前記散乱イオンの通過を遮断する遮断部とが設けられ、さらに該遮断部に、前記イオンビームの軸方向から見て相互に重なり合う部分を有することにより、前記イオンビームの軸方向から見て隙間が形成されない状態で前記試料側と前記イオン検出器側とを連通させる連通機構が設けられたイオン弁別手段を具備してなることを特徴とする平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置。
【請求項２】
前記連通機構が、板状の前記遮断部に前記イオンビームの軸方向に対して斜め方向に前記試料側と前記イオン検出器側とを連通させるよう形成されたスリットにより構成されてなる請求項１に記載の平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置。
【請求項３】
前記スリットが、板状の前記遮断部において前記散乱イオンが旋回飛行する方向に対して略直交する方向に前記試料側と前記イオン検出器側とを連通させるよう形成されてなる請求項２に記載の平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置。
【請求項４】
前記連通機構が、複数の板状の前記遮断部を、前記イオンビームの軸方向から見て一部が相互に重なり合う状態で前記イオンビームの軸方向に間隔を隔てて保持する機構により構成されてなる請求項１に記載の平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置。
【請求項５】
前記遮断部が、前記イオン通過用開口部が形成された第１の板状部材と、該第１の板状部材よりも外縁が大きく形成されその内側に前記試料側と前記イオン検出器側との連通経路となる連通用開口部が形成された１又は複数の第２の板状部材と、により構成され、
前記連通機構が、
前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材を、前記イオンビームの軸方向から見て前記第２の板状部材の前記連通用開口部各々が前記第１の板状部材により、又は前記第１の板状部材及び他の前記第２の板状部材により塞がれる状態で前記イオンビームの軸方向に間隔を隔てて保持する機構により構成されてなる請求項４に記載の平行磁場型ラザフォード後方散乱イオン測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１５５４２６（Ｐ２００７−１５５４２６Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４８９０６（Ｐ２００５−３４８９０６）
【出願日】平成１７年１２月２日（２００５．１２．２）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１７年度，独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構，「ナノメータ極薄膜の高分解能・高速組成分析技術に関する基盤研究」（委託研究），産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２日（２００５．１２．２）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１７年度，独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構，「ナノメータ極薄膜の高分解能・高速組成分析技術に関する基盤研究」（委託研究），産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]