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IDP / IDP 1000 Series－UHV 離子解吸與低能離子分析質譜儀
IDP / IDP 1000 Series－UHV 離子解吸與低能離子分析質譜儀
Electron / Photon / Thermal Desorption、Positive / Negative Ions、Neutrals、Radicals 與 Ion Energy Analysis
Hiden IDP（Ion Desorption Probe）是一套專為Ultra-High Vacuum Surface Science 中低能離子直接分析所設計的 Research Grade Quadrupole Mass Spectrometer。
IDP 可直接分析由 Electron Stimulated Desorption、Photon Stimulated Desorption 與 Thermal Desorption 所產生的 Positive / Negative Ions，同時具備 Neutral、Radical 與 Ion Energy Distribution Analysis 能力。
系統結合 4-Lens Ion Optics、Integral Electron Ioniser、Triple Filter Quadrupole、Pulse Ion Counting Detector 與 UHV-Compatible Shroud，適合進階表面科學、解吸反應與時間解析研究。
IDP / IDP 1000 Series 系統概述
直接擷取 UHV 表面反應所產生的低能正負離子、中性物與自由基。
在 UHV Surface Science 中，材料表面受到 Electron、Photon 或 Thermal Excitation 後，可能產生 Neutral Molecules、Radicals 以及具有不同能量的 Positive / Negative Ions。
IDP 的核心功能，是將這些由 Sample Surface 直接產生的 Low-Energy Ions 有效擷取並導入 Quadrupole Mass Analyzer，使研究人員可以量測其 Mass、Yield 與 Energy Distribution。
與一般 RGA 主要量測 Chamber Gas Composition 不同，IDP 更著重於Surface Desorption Process 本身所產生的粒子，因此可研究 Surface Bonding、Desorption Mechanism、Reaction Pathway 與 Excitation Process。
IDP 與 Hiden EPIC 同樣具備 Pole-Bias Mid-Axis Potential 與 Negative Ion Capability，但 IDP 額外配置專用 4-Lens Ion Optics，更適合直接分析來自 Surface Science Experiment 的低能離子。
UHV Desorption Analysis 解吸研究
研究材料表面受到電子、光子或熱刺激後釋放的離子與中性物種。
Surface Excitation
以 Electron、Photon 或 Controlled Heating 刺激樣品表面。
Species Desorption
材料表面釋放 Neutral Molecules、Radicals 以及 Positive / Negative Ions。
Mass / Energy Analysis
IDP 擷取低能粒子並量測 Mass、Ion Yield、Energy Distribution 與時間變化。
Electron Stimulated Desorption－電子刺激解吸
分析 Electron Bombardment 引起的表面離子、中性物與自由基釋放。
Electron Stimulated Desorption（ESD）利用電子束與 Sample Surface Interaction，使吸附物、表面 Species 或材料內特定物種由表面脫附。
IDP 可直接分析這些 Desorbed Positive / Negative Ions，並利用 Mass Spectrum 與 Ion Energy Distribution 研究其 Chemical Identity 與 Desorption Mechanism。
此方法適合 Surface Adsorption、Surface Bonding、Electron-Surface Interaction、Radiation Effects 與 UHV Fundamental Surface Science。
Photon Stimulated Desorption－光子刺激解吸
研究光子照射材料表面後產生的 Desorbed Ions、Radicals 與 Neutral Species。
Photon Stimulated Desorption（PSD）利用 UV、Synchrotron Radiation 或其他 Photon Source 激發材料表面。
光子與 Surface Species Interaction 後可能形成 Excited States、Bond Breaking 或 Charge Transfer，進而釋放 Ion、Radical 或 Neutral Species。
IDP 的 Low-Energy Ion Optics 可直接收集這些表面釋放粒子，並搭配 Mass、Energy 與 Time-Resolved Analysis 研究 Photon-Induced Surface Reaction。
Thermal Desorption－熱脫附研究
同步記錄 Sample Temperature 與 Desorbed Species，研究表面吸附與熱脫附行為。
在 Thermal Desorption Experiment 中，Sample Temperature 依設定條件升高，使不同 Adsorbed Species 或 Surface-Bound Species 在特定 Temperature Range 解吸。
IDP 可將 Temperature Reading 整合至 Data Display，使研究人員直接比較 Mass Signal、Ion Yield 與 Temperature 的關係。
藉此可研究 Adsorption Strength、Surface Binding State、Desorption Temperature、Surface Reaction Product 與 Thermal Reaction Pathway。
4-Lens Ion Optics 低能離子擷取
IDP 與一般 RGA 最大的核心差異之一，是專為 Surface Desorption Low-Energy Ions 設計的離子光學系統。
Direct Low-Energy Ion Collection
IDP 配置 4-Lens Ion Optics，可將分析器外部、由 Sample Surface 產生的低能 Positive / Negative Ions 聚焦並傳輸至 Quadrupole Mass Filter。
對 Desorption Experiment 而言，許多表面產生的 Ion Energy 相對較低，因此 Ion Extraction、Focusing 與 Transmission Efficiency 直接影響實際分析靈敏度。
Integral Electron Ioniser 則可同步支援 Neutral Species 與 Radical Analysis，使同一實驗可同時比較 Ion 與 Neutral Product。
Positive / Negative Ions、Radicals 與 Neutrals
同一平台直接比較不同帶電狀態與中性解吸產物。
Positive Ions
直接擷取 Sample Surface 產生的 Positive Ions，量測其 Mass、Yield、Energy Distribution 與時間變化。
Negative Ions
Negative Ion Capability 可研究 Electron Attachment、Charge Transfer 與 Electronegative Surface Species。
Neutral Species
Integral Electron Ioniser 可將 Desorbed Neutral Species 電離後進行質譜分析。
Radical Species
透過可控制 Electron Ionisation Conditions 分析 Reactive Radicals 與短生命期中間物種。
Ion Energy Distribution Analysis
除 Mass Identification 外，同時研究 Desorbed Ions 的動能分布。
±100 V Mid-Axis Potential Scan
IDP 可透過 Pole-Bias Mid-Axis Potential Scanning 量測 Ion Energy Distribution。
標準分析範圍可進行約 ±100 V Mid-Axis Potential Scan，另可配置最高 1000 eV 的分析選項。
Ion Energy Distribution 可提供單純 Mass Spectrum 無法取得的資訊，例如 Desorption Mechanism、Surface Potential、Ion Formation Process 與不同 Excitation Condition 下的 Particle Dynamics。
Triple Filter Quadrupole－最高 5000 amu
高靈敏度與廣泛質量範圍，支援原子、分子與較高質量 Species 研究。
IDP 使用 Hiden High-Sensitivity Triple Filter Quadrupole Mass Analyzer。
Triple Filter Architecture 有助於改善 Mass Transmission、Abundance Sensitivity 與長期 Mass Spectrometer Performance。
依系統配置，Mass Range Options 可達最高 5000 amu，因此除了常見 Low-Mass Species，也能延伸至較複雜的 Molecular Species 與高質量 Desorption Product。
Pulse Ion Counting 高靈敏度偵測
連續七個十年資料範圍，適合低訊號 UHV Surface Science Experiment。
IDP 配置 Pulse Ion Counting Detector，可對極低強度 Desorbed Ion Signal 提供高靈敏度偵測。
原廠列示系統具備 Continuous Seven-Decade Data Presentation，可在單一研究系統中處理不同強度的 Ion Signal。
此特性對 UHV Surface Science 特別重要，因為 Surface Desorption Experiment 中的 Particle Yield 可能相當低，同時不同 Species 的訊號強度可能相差數個數量級。
100 ns Signal Gating 與 Time-Resolved Analysis
同步 Pulsed Electron、Photon 或其他 Excitation Source，研究快速表面反應。
IDP 提供 Signal Gating，官方列示 Time Resolution 可達 100 ns。
透過外部 Trigger，可將質譜資料擷取與 Pulsed Electron Beam、Photon Source、Laser 或其他週期性 Excitation Event 同步。
研究人員因此能取得 Mass Distribution versus Time、Energy Distribution versus Time，亦可應用於部分 TOF Related Studies。
IDP / IDP 1000 Series 主要特色
專為 UHV Desorption、Low-Energy Ion Analysis 與研究級 Surface Science 設計。
- Ion Desorption Probe for UHV Surface Science
- Positive / Negative Ion Direct Detection
- Neutral / Radical Analysis
- 4-Lens Ion Optics
- Integral Electron Ioniser
- UHV-Compatible Shroud
- Ion Energy Scan ±100 V
- 1000 eV Energy Option
- High-Sensitivity Triple Filter Quadrupole
- Mass Range Options to 5000 amu
- 100 ns Signal Gating
- Integrated Temperature Display for Thermal Desorption
IDP 系統重點規格
依 Hiden Analytical 現行 IDP / IDP 1000 Series 官方公開資料整理。
| System Type | UHV Ion Desorption Probe / Research Grade Quadrupole Mass Spectrometer |
|---|---|
| Main Application | Low-Energy Ion Analysis from UHV Surface Desorption Studies |
| Analyzed Species | Positive Ions / Negative Ions / Radicals / Neutrals |
| Desorption Techniques | Electron Stimulated / Photon Stimulated / Thermal Desorption |
| Ion Optics | 4-Lens Ion Optics |
| Ioniser | Integral Electron Ioniser |
| Mass Analyzer | High-Sensitivity Triple Filter Quadrupole |
| Mass Range | 依配置最高至 5000 amu |
| Ion Energy Scan | Mid-Axis Potential Scanning ±100 V |
| High-Energy Option | 最高 1000 eV |
| Detector | Pulse Ion Counting Detector |
| Dynamic Display Range | Continuous Seven-Decade Data Presentation |
| Time Resolution | Signal Gating 至 100 ns |
| Stability | Peak Height Variation < ±0.5% over 24 h |
| Thermal Desorption | Temperature Reading Integrated into Data Display |
| Vacuum Compatibility | UHV-Compatible Shroud |
| Software | Hiden MASsoft Professional |
| Communication | USB 2.0 / RS232 / Ethernet LAN |
IDP 典型應用
從基礎 Surface Science 到 Electron / Photon / Thermal Desorption 與時間解析研究。
Electron Stimulated Desorption
分析 Electron Bombardment 所產生的 Positive / Negative Ion、Neutral 與 Radical Desorption Products。
Photon Stimulated Desorption
研究 UV、Synchrotron 或其他 Photon Excitation 引起的 Surface Species Desorption。
Thermal Desorption
結合 Temperature Reading 與 Mass Signal，研究 Surface Binding、Adsorption 與 Thermal Release。
Ion Energy Distribution
利用 Mid-Axis Potential Scan 分析 Desorbed Positive / Negative Ion 的 Energy Distribution。
Negative Ion Research
研究 Electron Attachment、Electronegative Species 與負離子形成機制。
Radical Analysis
分析 Surface Reaction 與 Desorption Process 中形成的 Reactive Intermediate Species。
Time-Resolved Studies
利用 100 ns Signal Gating 研究 Pulsed Excitation 後粒子訊號隨時間的快速變化。
UHV Surface Science
適合 Adsorption、Desorption、Surface Reaction、Photon / Electron Interaction 與 Fundamental Surface Chemistry。
IDP 與 EPIC 的主要差異
兩者皆為 Research Grade QMS，但 IDP 更聚焦於 Surface Desorption Low-Energy Ion Collection。
IDP
配置 4-Lens Ion Optics，專門擷取分析器外部、由 Sample Surface 直接形成的 Low-Energy Positive / Negative Ions，適合 ESD、PSD 與 Thermal Desorption。
EPIC
偏向多用途 Research Grade RGA / QMS，適合 Neutrals、Radicals、Positive / Negative Ions、EAMS、High-Mass 與一般 UHV Reaction Studies。
何時適合使用 IDP？
當研究重點是「表面受刺激後釋放了什麼，以及這些離子的能量與時間特性」時。
若研究目的只是監測 Vacuum Chamber 中 H₂、H₂O、CO、CO₂、N₂ 等 Residual Gas Composition，一般 RGA 已能滿足多數需求。
若研究需要直接分析Surface Desorption 所形成的 Low-Energy Positive / Negative Ions、Radicals、Neutral Products、Ion Energy Distribution 或 Pulsed Desorption Dynamics，IDP 的 4-Lens Ion Optics 與 Signal Gating 架構則更適合。
因此 IDP 主要定位在 UHV Fundamental Surface Science，而不是一般 Vacuum Monitoring。
MASsoft Professional 儀器控制與資料分析
Mass Spectrum、Ion Energy、Time-Resolved Signal 與 Thermal Desorption Data 整合。
IDP 搭配 Hiden MASsoft Professional，可進行 Mass Spectrometer Control、Mass Scan、Multiple Ion Monitoring、Ion Energy Scan、Signal Gating 與 Data Logging。
現行 MASsoft Professional 支援 Windows 10 / Windows 11，並可透過 USB 2.0、RS232 或 Ethernet 控制儀器。
軟體亦提供 External I/O，可將 Temperature、Pressure 或其他 Experiment Signals 與 Mass Spectrometer Data 整合記錄。
- Positive / Negative Ion Mass Spectrum
- Neutral / Radical Analysis
- Ion Energy Distribution
- Mass / Energy versus Time Measurement
- 100 ns Signal Gating
- Thermal Desorption Temperature Integration
- External I/O Data Acquisition
- USB 2.0 / RS232 / Ethernet Control
恩詠有限公司－Hiden IDP UHV 離子解吸分析系統規劃
IDP 的實際分析能力會受到 Surface Excitation Method、Expected Ion Energy、Positive / Negative Ion Species、Mass Range、Desorption Yield、Sample Geometry、UHV Background、Time Resolution 與 Sample-to-Probe Distance 等條件影響。
恩詠有限公司可依客戶的Electron / Photon / Thermal Desorption、UHV Surface Science、Positive / Negative Ion Analysis、Neutral / Radical Analysis、Ion Energy Distribution、Mass Range、Time-Resolved Measurement、Sample Geometry 與既有 UHV Chamber需求，協助評估適合的 Hiden IDP / IDP 1000 Series 配置。