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EPIC / EPIC 1000 Series－UHV 中性物、自由基與離子研究級質譜儀

Hiden EPIC EPIC 1000 Series UHV 中性物自由基正負離子研究級四極桿質譜儀

EPIC / EPIC 1000 Series－UHV 中性物、自由基與離子研究級質譜儀

Positive / Negative Ions、Neutrals、Radicals、Ion Energy Distribution 與 High-Mass QMS Analysis

Hiden EPIC / EPIC 1000 Series 是專為Ultra-High Vacuum（UHV）環境中的中性物、自由基與正／負離子分析所設計的 Research Grade Quadrupole Mass Spectrometer。

EPIC 除具備高性能 RGA 的氣體與 Partial Pressure Analysis 能力外，進一步加入 Pole-Bias Mid-Axis Potential 與 Negative Ion Detection，使系統能進行 Ion Energy Distribution、Electron Attachment、Soft Ionisation 與進階研究型 Mass Spectrometry。

系統 Mass Range 依配置最高可達 5000 amu，特別適合 UHV Surface Science、Cluster Research、Radical Analysis、Thermal Desorption、Time-Resolved Studies 與需要高質量範圍的科學研究。

EPIC / EPIC 1000 Series 系統概述

由高性能 RGA 延伸至 Positive / Negative Ion、Radical、Energy Distribution 與研究級 UHV 質譜分析。

一般 Residual Gas Analyser 主要用於量測 Vacuum Chamber 中的 Neutral Gas Species 與 Partial Pressure；EPIC 則將分析能力進一步延伸至帶電粒子、自由基與 Ion Energy Distribution。

其核心特色為可控制 Quadrupole Pole-Bias Mid-Axis Potential，使分析器能依入射離子的能量條件進行選擇與掃描。

搭配可調 Electron Impact Ion Source，EPIC 亦可進行 Soft Ionisation、Appearance Potential Mass Spectrometry 與 Electron Attachment Mass Spectrometry（EAMS），適合研究具有複雜 Fragmentation 或低能電子反應行為的 Species。

EPIC 系統並可由原廠升級加入 Bessel Box 或 Hiden 45° Sector Field Energy Filter，使系統進一步與 Hiden EQP、EQS、PSM 及相關 Plasma / SIMS 分析平台相容。

Neutrals、Radicals 與 Positive / Negative Ion Analysis

同一平台涵蓋中性氣體、自由基及正負帶電粒子的質譜研究。

Neutral Species

利用 Electron Impact Ionisation 分析 UHV Chamber 中的 Neutral Gas 與 Vapour Species，可進行 Residual Gas、Background Gas 與 Process Species Analysis。

Radical Species

透過控制 Electron Energy 與 Ionisation Conditions，降低過度 Fragmentation，協助辨識反應系統中的短生命期 Radical Species。

Positive Ions

可直接分析外部產生或系統中的 Positive Ion Species，並研究其 Mass Distribution 與 Energy Characteristics。

Negative Ions

EPIC 具備 Negative Ion Capability，可研究 Electron Attachment、Electronegative Species 與低能電子反應所形成的負離子。

EAMS－Electron Attachment Mass Spectrometry

利用低能電子附著形成負離子，分析部分傳統 Electron Impact Mass Spectrometry 不易區分的 Species。

Negative Ion 與 Electron Attachment Research

部分 Molecules 在低能電子作用下可形成 Stable 或 Dissociative Negative Ions。EPIC 的 Negative Ion Detection 能力使這些電子附著反應可直接由 Mass Spectrometry 研究。

EAMS 對 Plasma Chemistry、Atmospheric Chemistry、Reaction Kinetics 與 Electronegative Molecules 等研究特別具有價值。

透過改變 Electron Energy，可觀察 Negative Ion Yield 隨 Electron Energy 的變化，研究不同 Attachment Process、Threshold 與 Dissociative Electron Attachment Behaviour。

Soft Ionisation 與 Appearance Potential MS

調整 Electron Energy，降低 Fragmentation 並研究 Ionisation Threshold。

傳統 Electron Impact Mass Spectrometry 常使用較高 Electron Energy，因此 Molecule 可能產生大量 Fragment Ions。

EPIC 可控制 Ion Source Electron Energy，使研究人員降低 Ionisation Energy，減少部分 Fragmentation，進而提高 Parent Molecule 或特定 Intermediate Species 的辨識能力。

進一步掃描 Electron Energy，亦可執行 Appearance Potential Mass Spectrometry，觀察特定 Ion Signal 開始形成的能量位置，用於研究 Ionisation Threshold 與 Reaction Pathway。

Ion Energy Distribution Analysis

利用 Mid-Axis Potential 掃描研究正、負離子的能量分布。

±100 V Mid-Axis Potential Scan

EPIC 可透過 Pole Bias Mid-Axis Potential 掃描進行 Ion Energy Distribution Measurement。

標準分析能力涵蓋約 ±100 V Mid-Axis Potential Scan，並可提供最高 1000 eV 的 Energy Analysis Option。

此功能適合 Plasma、Surface Desorption、Ion Beam、Photon / Electron Stimulated Processes，以及其他需要同時辨識 Ion Mass 與 Energy Distribution 的研究。

Energy Filter 原廠升級能力

可配置 Bessel Box 或 45° Sector Field Energy Analyzer。

EPIC 採模組化 Research Platform 設計，可於原廠升級加入 Energy Filter。

Bessel Box Energy Filter

提供離子能量選擇功能，可用於研究特定 Energy Window 內的 Ion Population。

45° Sector Field

可升級採用 Hiden 45° Electrostatic Sector Energy Analyzer，使 EPIC 架構進一步接近 EQP / EQS 等 Mass / Energy Analysis Platform。

此升級設計也使 EPIC 能與 Hiden Plasma / SIMS Series，包括 EQP、EQS、PSM 與相關 SIM Probe Architecture 建立較完整的技術延伸。

最高 5000 amu High-Mass Analysis

6 mm / 9 mm Quadrupole 選擇，涵蓋一般殘餘氣體至高質量 Cluster Species。

EPIC Series 可依研究需求選擇不同 Quadrupole Pole Diameter 與 Mass Range，最高 Mass Range 可達 5000 amu。

較高 Mass Range 特別適合 Cluster Studies、High-Mass Molecular Species、Nanoparticle / Molecular Beam Research，以及超出一般 RGA Mass Range 的研究應用。

系統搭配 RF-Only Pre-Filter，可降低不需要的離子與污染對 Main Mass Filter 的影響，並改善 High-Mass Transmission 與長期分析穩定性。

Pulse Ion Counting 與寬動態範圍

從極低離子計數至高強度訊號，支援研究型寬 Dynamic Range Measurement。

EPIC 配置 High-Sensitivity Pulse Ion Counting Detector，可提供連續約 7 Decades 的計數 Dynamic Range，最高約 107 counts/s。

若研究同時包含更高強度 Ion Signal，可搭配 Faraday Detector Option，使可用 Dynamic Range 進一步延伸至約 5×1010 counts/s。

這種寬動態範圍特別適合研究同時包含 Major Species 與 Trace Species 的 Reaction、Plasma、Desorption 或 Molecular Beam Experiment。

100 ns Signal Gating 與 Time-Resolved Studies

分析 Mass、Energy Distribution 隨時間的快速變化及 TOF 相關實驗。

EPIC 支援 Signal Gating，原廠列示 Time Resolution 可達 100 ns。

透過外部 Trigger 與 Gated Acquisition，可將質譜資料與 Pulsed Excitation、Laser、Electron Beam、Ion Beam 或其他週期性事件同步。

因此可進行 Mass Distribution versus Time、Ion Energy Distribution versus Time，以及部分 Time-of-Flight Related Studies。

Thermal Desorption 與溫度同步量測

將 Mass Spectrometer Signal 與 Sample Temperature 整合至同一 Data Display。

EPIC 可將 Temperature Reading 整合至 Mass Spectrometry Data Display，因此可應用於 Thermal Desorption 與 Temperature-Programmed Research。

研究人員可直接比較不同 Gas / Ion Species Signal 與 Sample Temperature 的關係，用於分析 Desorption Temperature、Surface Species、Binding Condition 與 Thermal Reaction Behaviour。

系統另可配置 Liquid Nitrogen Cooled UHV Shroud，以降低部分 Background Species，改善需要極低背景環境的 UHV Research。

EPIC / EPIC 1000 Series 主要特色

研究級 UHV 質譜分析、正負離子、能量分析、高質量與時間解析能力整合。

  • Neutrals / Radicals / Positive / Negative Ion Analysis
  • Mass Range Options 最高至 5000 amu
  • 6 mm / 9 mm Quadrupole Pole Options
  • Mid-Axis Potential Energy Scan ±100 V
  • 1000 eV Ion Energy Analysis Option
  • Soft Ionisation
  • Appearance Potential Mass Spectrometry
  • Electron Attachment Mass Spectrometry（EAMS）
  • 7-Decade Pulse Ion Counting Dynamic Range
  • Faraday Option 至 5×1010 c/s
  • RF-Only Pre-Filter
  • 100 ns Signal Gating
  • UHV Compatible Shroud / LN₂ Cooled Option
  • Factory Upgradeable to Plasma / SIMS Specification

EPIC 系統重點規格

依 Hiden Analytical 現行 EPIC / EPIC 1000 Series 官方公開資料整理。

System Type Research Grade UHV Quadrupole Mass Spectrometer
Analyzed Species Neutrals / Radicals / Positive Ions / Negative Ions
Mass Range 依配置最高至 5000 amu
Pole Diameter 6 mm / 9 mm Options
Ion Energy Scan Mid-Axis Potential Scanning ±100 V
High-Energy Option 最高 1000 eV Option
Ionisation Modes Electron Impact / Soft Ionisation / Appearance Potential / EAMS
Detector High-Sensitivity Pulse Ion Counting Detector
Pulse Counting Range Continuous 7-Decade Dynamic Range，至約 107 c/s
Extended Dynamic Range Faraday Option 可延伸至約 5×1010 c/s
Long-Term Stability Peak Height Variation < ±0.5% over 24 h
Time Resolution Signal Gating 至 100 ns Resolution
Pre-Filter RF-Only Pre-Filter Stage
Energy Filter Upgrade Bessel Box / Hiden 45° Sector Field
Shroud Integral UHV-Compatible Shroud；LN₂-Cooled Option
Software Hiden MASsoft Professional
Communication USB 2.0 / RS232 / Ethernet LAN

EPIC 典型應用

從 UHV Surface Science、Radical Chemistry 到 Cluster、Ion Energy 與 Time-Resolved Research。

UHV Surface Science

研究 UHV Chamber 中的 Neutral、Radical 與 Ion Species，適合 Surface Reaction、Adsorption、Desorption 與材料表面科學。

Radical Analysis

利用可調 Electron Energy 與 Soft Ionisation 降低 Fragmentation，協助研究 Reactive Intermediates 與 Radical Species。

Negative Ion / EAMS

分析 Electron Attachment 與 Dissociative Electron Attachment 所形成的 Negative Ions。

Ion Energy Distribution

利用 Mid-Axis Potential Scan 分析外部產生 Positive / Negative Ions 的 Energy Distribution。

Cluster Studies

最高 5000 amu Mass Range 可延伸至 High-Mass Cluster、Molecular Beam 與 Nanostructure Related Research。

Thermal Desorption

將 Sample Temperature 與 Mass Spectrometer Signal 同步記錄，研究 Thermal Desorption 與 Surface Species。

Time-Resolved Studies

利用 100 ns Signal Gating 研究 Pulsed Experiment 中 Mass / Energy Signal 隨時間的快速變化。

Plasma / SIMS Research Upgrade

EPIC 可由原廠升級加入 Energy Filter，延伸至與 Hiden EQP、EQS、PSM 與 SIMS 分析平台相關的研究需求。

EPIC 與一般 RGA 的差異

當研究從「真空中有哪些氣體」進一步延伸至自由基、負離子及能量分布時，EPIC 更適合。

一般 RGA 主要用於 Residual Gas Composition、Vacuum Fingerprint、Leak Detection 與 Partial Pressure Measurement。

EPIC 則在高性能 RGA 基礎上加入Negative Ion Capability、Pole-Bias Mid-Axis Potential、Soft Ionisation、EAMS、Ion Energy Analysis、High-Mass Range 與 Time-Resolved Signal Gating。

因此若研究目的是一般真空診斷，HALO / RGA Series 通常較直接；若需要研究 Ion Chemistry、Radicals、Electron Attachment、Ion Energy Distribution 或高質量物種，EPIC 則屬較完整的 Research Grade Platform。

EPIC 與 IDP 的應用差異

EPIC 著重高性能研究級 QMS；IDP 則進一步針對 Surface Desorption 所產生的低能離子進行直接擷取。

EPIC

適合 Neutral、Radical、Positive / Negative Ion、EAMS、High-Mass、Ion Energy Distribution 與一般 UHV Research Mass Spectrometry。

IDP

IDP 配置專用 4-Lens Ion Optics，更著重直接分析 Electron、Photon 或 Thermal Desorption 等 Surface Science Experiment 所產生的低能 Positive / Negative Ions。

MASsoft Professional 儀器控制與資料分析

質譜控制、Ion Energy Scan、Trend、Signal Gating 與外部設備資料整合。

EPIC 搭配 Hiden MASsoft Professional，可進行 Quadrupole Mass Spectrometer Control、Mass Scan、Multiple Ion Monitoring、Data Logging 與研究型 Experiment Setup。

現行 MASsoft Professional 支援 Windows 10 / Windows 11，並可透過 USB 2.0、RS232 或 Ethernet 與儀器連線。

軟體亦提供 External I/O，可將 Temperature、Pressure 或其他外部 Experiment Signals 與 Mass Spectrometer Data 整合顯示及記錄。

  • Mass Spectrum Acquisition
  • Positive / Negative Ion Analysis
  • Ion Energy Distribution Measurement
  • Soft Ionisation / Appearance Potential Studies
  • EAMS Experiment Control
  • Time-Resolved Signal Gating
  • Temperature Data Integration
  • External I/O Data Acquisition
  • USB 2.0 / RS232 / Ethernet Control

技術文件下載

產品與技術簡報
High Mass QMS to 5000 m/z－Cluster Studies EPIC－Quadrupole Mass Spectrometer for Scientific Applications

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EPIC 系統的實際分析能力會受到 Target Species、Mass Range、Positive / Negative Ion Requirement、Ion Energy、Electron Energy、Expected Count Rate、UHV Background、Time Resolution 與是否需要 Energy Filter 等條件影響。

恩詠有限公司可依客戶的UHV / XHV 系統、Neutral / Radical / Positive / Negative Ion Analysis、EAMS、Soft Ionisation、Ion Energy Distribution、Mass Range、Cluster Research、Thermal Desorption、Time-Resolved Measurement 與 Plasma / SIMS Upgrade需求，協助評估適合的 Hiden EPIC / EPIC 1000 Series 配置。

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