提供一种能够使用电子发射元件生成正离子的离子生成装置。本发明专利技术的离子生成装置具备：电子发射元件、对置电极以及控制部，所述电子发射元件包括：下部电极；表面电极；以及配置于所述下部电极与所述表面电极之间的中间层，所述对置电极以与所述表面电极相对的方式配置，所述控制部设置成：对所述表面电极、所述下部电极或者所述对置电极施加电压，使得在生成正离子的正离子模式下，所述表面电极的电位高于所述下部电极的电位以及所述对置电极的电位。位。位。
【技术实现步骤摘要】
离子生成装置以及离子迁移率分析装置
[0001]本专利技术涉及离子生成装置和离子迁移率分析装置。
技术介绍
[0002]电子发射元件是能够放出低能量电子的离子源，通过所放出的低能量电子的附着，能够使对象的物质负离子化。已知有利用这样的电子发射元件的离子发生装置(例如，参照专利文献1)。在该离子发生装置中，为了产生正离子，在针电极与平板电极之间施加高电压的电压而产生电晕放电。现有技术文献专利文献
[0003]专利文献1：日本特开2013
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214443号公报
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题
[0004]由于在从电子发射元件发射的低能量电子的附着中不生成正离子，因此在用作需要负离子化和正离子化这两者的分析装置(例如离子迁移率谱仪(IMS，Ion mobility spectrometry)等)的离子源的情况下，需要与能够正离子化的离子源(例如放射线源、电晕放电、UV光源等)组合，存在装置大型化的课题。本专利技术是鉴于这样的情况而完成的，提供能够使用电子发射元件生成正离子的离子生成装置。用于解决技术问题的技术方案
[0005]本专利技术提供一种离子生成装置，其具备：电子发射元件、对置电极以及控制部，所述电子发射元件包括：下部电极；表面电极；以及配置于所述下部电极与所述表面电极之间的中间层，所述对置电极以与所述表面电极相对的方式配置，所述控制部设置成：对所述表面电极、所述下部电极或者所述对置电极施加电压，使得在生成正离子的正离子模式下，所述表面电极的电位高于所述下部电极的电位以及所述对置电极的电位。有益效果
[0006]控制部对表面电极或者下部电极施加电压，以使表面电极的电位高于下部电极的电位，从而电子从下部电极向表面电极流动，从表面电极发射电子。此外，通过充分增大表面电极与下部电极之间的电位差，能够使从表面电极发射的电子具有比第一气体成分的电离能更高的能量，能够使表面电极附近的第一气体成分正离子化。控制部对表面电极或对置电极施加电压，使得表面电极的电位比对置电极的电位高，由此在表面电极附近生成的正离子能够向对置电极移动。由此，能够抑制在表面电极附近正离子被回收到表面电极、从电子发射元件发射的电子等附着于正离子而使正离子中性化，能够将在表面电极与对置电极之间移动的正离子用作分析对象等。此外，生成的正离子能够向第二气体成分传输正电荷，对第二气体成分进行正离子化。
附图说明
[0007]图1是本专利技术的一实施方式的离子生成装置的概要截面图。图2是本专利技术的一实施方式的离子生成装置的概要截面图。图3是本专利技术的一实施方式的离子迀移率分析装置的概略截面图。图4是本专利技术的一实施方式的离子迀移率分析装置的概略截面图。图5是本专利技术的一实施方式的离子迀移率分析装置的概略截面图。图6是本专利技术的一实施方式的离子迀移率分析装置的概略截面图。图7是利用正离子检测实验测定的IMS光谱。图8是利用正离子检测实验测定的IMS光谱。图9是利用正离子检测实验测定的IMS光谱。图10是利用负离子检测实验测定的IMS光谱。图11是利用负离子检测实验测定的IMS光谱。图12是利用负离子检测实验测定的IMS光谱。图13是利用乙醇分析实验测定的IMS光谱。
具体实施方式
[0008]本专利技术的离子生成装置具备电子发射元件、对置电极和控制部，所述电子发射元件具备：下部电极、表面电极、以及配置在所述下部电极和所述表面电极之间的中间层，所述对置电极以与所述表面电极相对的方式配置，所述控制部对所述表面电极、所述下部电极和所述对置电极施加电压，使得在生成正离子的正离子模式下所述表面电极的电位比所述下部电极的电位和所述对置电极的电位更高。
[0009]所述控制部优选设置为在下部电极与表面电极之间施加电压，以使在正离子模式下，比表面电极与对置电极之间的气体成分的电离能更高的能量的电子从电子发射元件发射。通过该发射的电子与表面电极附近的气体成分碰撞，能够从气体成分中去除1个电子，能够生成气体成分的正离子。所述控制部优选设置成在正离子模式下向下部电极与表面电极之间施加16V以上且60V以下的电压。由此，能够在表面电极与对置电极之间生成正离子。
[0010]所述控制部设置成：对表面电极、下部电极或对置电极施加电压，使得在生成负离子的负离子模式下，表面电极的电位高于下部电极的电位且低于对置电极的电位。此外，所述控制部优选设置为能够切换负离子模式和正离子模式。由此，能够使用离子生成装置生成负离子和正离子两者。所述控制部优选设置为，在负离子模式下向下部电极与表面电极之间施加6V以上且60V以下的电压。由此，能够在表面电极与对置电极之间生成负离子。
[0011]本专利技术还提供具备本专利技术的离子生成装置、离子检测器和电场形成用电极的离子迁移率分析装置。所述离子检测器和所述控制部被设置成：对通过所述离子检测器从离子接受电荷而产生的电流进行测定并输出IMS光谱。所述控制部优选设置为调节在下部电极与表面电极之间施加的电压，以使IMS光谱中出现的基准峰值为规定的高度或者规定的面积。由此，能够基于IMS光谱的峰面积或者峰高度对试样气体进行定量分析。
[0012]所述控制部优选设置为调节在下部电极与表面电极之间施加的电压，以使正离子模式下的IMS光谱中出现的第一基准峰的高度或面积与负离子模式下的IMS光谱中出现的第二基准峰的高度或面积实质上相同。由此，能够使用正离子模式下的IMS光谱中出现的峰
和负离子模式下的IMS光谱中出现的峰，进行定性分析、定量分析。所述控制部优选在切换负离子模式和正离子模式时，将表面电极的电位变更为极性相反且绝对值实质上相等的电位，将下部电极的电位变更为极性相反且绝对值不同的电位。由此，能够在将离子集电极的电位维持为0V的状态下切换负离子模式和正离子模式。此外，通过将下部电极的电位变更为极性相反且绝对值不同的电位，能够防止电子不会从电子发射元件发射。
[0013]以下，参照多个实施方式对本专利技术进行更详细的说明。附图、以下的描述中示出的构成是例示，本专利技术的范围并不限定于附图、以下的描述中示出的内容。
[0014]第一实施方式图1是正离子模式的离子生成装置的概略截面图，图2是负离子模式的离子生成装置的概略截面图。本实施方式的离子生成装置30具备电子发射元件2、对置电极6以及控制部7。电子发射元件2具备下部电极3、表面电极5以及配置于下部电极3与表面电极5之间的中间层4。对置电极6与表面电极5相对配置。控制部7设置成对表面电极5、下部电极3或对置电极6施加电压，使得在生成正离子的正离子模式下，表面电极5的电位比下部电极3的电位及对置电极6的电位高。
[0015]离子生成装置30是在表面电极5与对置电极6之间的空间(空气中、气体中、减压气氛中等)生成离子的装置。离子生成装置30具有生成正离子的正离子模式。此外，离子生成装置30可以具有生成负离子的负离子模式。此外，离子生成装置30能够设置成能够切换正离子模式和负离子模式。离子生成装置30也可以组装到离子迁移率分析装置中。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种离子生成装置，其特征在于，其具备：电子发射元件、对置电极以及控制部，所述电子发射元件包括：下部电极；表面电极；以及配置于所述下部电极与所述表面电极之间的中间层，所述对置电极以与所述表面电极相对的方式配置，所述控制部设置成：对所述表面电极、所述下部电极或者所述对置电极施加电压，使得在生成正离子的正离子模式下，所述表面电极的电位高于所述下部电极的电位以及所述对置电极的电位。2.根据权利要求1所述的离子生成装置，其特征在于，所述控制部设置为对所述下部电极与所述表面电极之间施加电压，使得在所述正离子模式下，能量比所述表面电极与所述对置电极之间的气体成分的电离能更高的电子从所述电子发射元件发射。3.根据权利要求1所述的离子生成装置，其特征在于，所述控制部，在所述正离子模式下，对所述下部电极和所述表面电极之间施加16V以上且60V以下的电压。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的离子生成装置，其特征在于，所述控制部设置为对所述表面电极、所述下部电极或所述对置电极施加电压，使得在生成负离子的负离子模式下，所述表面电极的电位高于所述下部电极的电位且低于所述对置电极的电位，并且所述控制部设置为能够切换所述负离子模式和所述正离子模式。5.根据权利要求4所述的离子生成装置，其特征在于，所述控制部在所述负离子模式下，对所述下部电极和所述表面电极之间施加6V以上且60V以下的电压。6.根据权利要求4所述的离子生成装置，其特征在于，所述控制部在切换所述负离子模式和所述正离子模式时，进行切换以使所述正离子模式中的所述表面电极与所述下部电极之间的电位差大于所述负离子模式中的所述表面电极与所述下部电极之间的电位差。7.一种离子迁移率分析装置，其特征在于，其具备：权利要求1～6中任一项所述的离子生成装置；离子检测器；以及电场形成用电极，所述离子检测器以及所述控制部设置成：对通过所述离子检测器从离子接受电荷产生的电流进行测量并输出IMS光谱。8.根据权利要求7所述的离子迁移率分析装置，其特征在于，所述控制部设置为调节对所...
【专利技术属性】
技术研发人员：鸿丸翔平，久轩佳彦，新川幸治，岩松正，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：
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