Development of a pulsed-source vacuum electrospray beam gun and its application to TOF-SIMS

脉冲源真空电喷雾枪的研制及其在TOF-SIMS中的应用

• 批准号: 21H03734
• 负责人: 二宮 啓
• 金额: $ 9.24万
• 依托单位: University of Yamanashi
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03734/
• 关键词: パルスエレクトロスプレー; 液滴イオンビーム; 二次イオン質量分析; スパッタリング; 真空エレクトロスプレー; 液滴イオン; 短パルス化; イオンビーム; 巨大クラスター; エレクトロスプレー

我々は以前の研究で水溶液を真空下でエレクトロスプレーすることによって発生させた液滴イオンをビームとして利用する真空エレクトロスプレー液滴イオン(VEDI)ビーム技術を開発した。このVEDIを二次イオン質量分析(SIMS)の一次ビームとして使用すると、比較的大きな有機化合物でも分解することなく極めて高い効率でイオン化できる。そのためVEDIビームをSIMSの一次ビームとして実用化できれば、分析性能が大幅に向上することが見込まれる。一般に市販の有機用SIMS装置では、飛行時間(TOF)型の質量分離部が採用されTOF-SIMSと呼ばれる。TOF-SIMS装置では一次ビームを短パルス化して試料に照射する必要があるが、VEDIビームは短パルス化には不向きである。そこで本研究では、液滴イオン発生部を短パルス化するという新しい発想のもとパルスソース型VEDIビーム技術を開発し、それをTOF-SIMSの一次ビームとして利用するための研究開発を行っている。2022年度においては、真空下のエレクトロスプレーによって発生する液滴イオンのサイズと電荷がスプレーを発生させるキャピラリーの先端内径にどのように依存するかについて研究した。先端内径が5、10、15ミクロンのシリカキャピラリーで液滴イオンを発生させて平坦な試料に照射し、1つ1つの液滴イオンが試料表面に衝突したときの衝突痕を原子間力顕微鏡で観測した。5ミクロンのキャピラリーでは衝突痕クレータの直径が50nm以下と小さく価数も数10程度と低いものであったが、10や15ミクロンでは直径が50から200nm程度の衝突痕クレータが観測され価数も数100から数1000と高いことがわかった。これらの結果から液滴イオンのサイズや価数はエレクトロスプレーを発生させるキャピラリーの先端内径に大きく依存することがわかった。

In the past, we have studied the use of aqueous solution in vacuum to treat liquid droplets. In the past, we have studied the use of liquid droplets in aqueous solutions in vacuum. The technology of liquid droplet testing (VEDI) has been developed. The VEDI secondary quantitative analysis (SIMS) is used to analyze the organic compounds of the first time, which is much higher than that of the organic compounds used in the first time. This is the first time that you can analyze the performance by analyzing the performance by a large margin. You can use the VEDI to analyze the performance of the system. In general, the market has an organic SIMS device, and the operating time (TOF) type volume division uses the telephone TOF-SIMS device to call the telephone. The TOF-SIMS device does not need to be irradiated at one time. The necessary materials are irradiated, and the VEDI devices are short-cut. In the course of this study, the Department of Health and the Department of Health want to conduct a comprehensive study on the development of TOF-SIMS technology. In this study, the Department of Health and the Department of Health are interested in the implementation of this technology. In the year 2022, in vacuum, there was no room temperature for the production of liquid droplets. The power supply was not affected by the power supply. The inner diameter of the end is 5, 10, 15, and the inner diameter of the end is 5, 10, 15. The droplets are flat and irradiated, and the droplets are exposed to radiation, and the surface of the material is marked by atomic force. 5

项目成果

Electrospray droplet impact/secondary ion mass spectrometry (EDI/SIMS) applied to the analysis of explosives

电喷雾液滴撞击/二次离子质谱 (EDI/SIMS) 应用于爆炸物分析

• DOI: 10.1016/j.ijms.2022.116993
• 发表时间: 2023
• 期刊: International Journal of Mass Spectrometry
• 影响因子: 1.8
• 作者: Kenzo Hiraoka;Rio Takaishi;Satoshi Ninomiya;Stephanie Rankin-Turner
• 通讯作者: Stephanie Rankin-Turner

Positive and negative cluster ions of amino acids formed by electrospray droplet impact/secondary ion mass spectrometry (EDI/SIMS)

通过电喷雾液滴碰撞/二次离子质谱 (EDI/SIMS) 形成氨基酸的正负簇离子

• DOI: 10.1016/j.ijms.2022.116895
• 发表时间: 2022
• 期刊: International Journal of Mass Spectrometry
• 影响因子: 1.8
• 作者: Kenzo Hiraoka;Stephanie Rankin-Turner;Satoshi Ninomiya
• 通讯作者: Satoshi Ninomiya

山梨大学教員情報

山梨大学 教员信息

パルスナノエレクトロスプレーイオン化による混合試料の質量分析

通过脉冲纳流电喷雾电离对混合样品进行质谱分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 相模杜武;二宮啓;チェンリーチュイン;平岡賢三
• 通讯作者: 平岡賢三

Fundamental properties of vacuum electrospray droplet ion beams produced by capillaries with different inner diameters

不同内径毛细管产生的真空电喷雾液滴离子束的基本特性

• 发表时间: 2022
• 作者: Satoshi Ninomiya;Seinosuke Tsuneki;Lee Chuin Chen;Kenzo Hiraoka
• 通讯作者: Kenzo Hiraoka