[发明专利]用于检测荷电粒子或光的检测器

说明书

本公开的一实施方式涉及包含AD并且检测荷电粒子或光的检测器，不改变限制该检测器的响应的AD的结构，就能够实现该检测器的响应的高速化。AD的驱动电路包含第一电容器及第一电阻。第一电容器及第一电阻的双方在将两端子设定成相同电位的状态下，与AD串联连接。通过该结构，AD的表观的静电容量变小，使包含该驱动电路的检测器整体的响应高速化。

技术领域

本公开涉及检测离子及电子等荷电粒子、或光的检测器。

本申请主张在2020年11月20日申请的日本专利申请第2020－193255号的优先权，依据其内容，并且参照其整体并入本说明书中。

背景技术

作为用于飞行时间型质量分析的荷电粒子检测器、例如离子检测器，已知有包含微通道板(以下，记为“MCP”)和雪崩二极管(以下，记为“AD”)的检测器(专利文献1)。MCP是响应于离子、电子等荷电粒子的入射而释放电子的电子倍增元件。AD是捕获释放的电子，并且将该捕获的电子并输出为电信号的电子器件。

在这种检测器中，期望使AD的响应特性高速化。例如，质量分析的质量分辨率依赖于离子检测器的响应特性。因此，为了提高质量分析的质量分辨率，需要提高离子检测器的响应特性。具体而言，需要使离子检测器的响应高速化。

包含MCP和AD的离子检测器的响应速度被AD的响应速度限制。即，AD的响应速度成为确定离子检测器的响应速度的主要原因。因此，为了提高离子检测器的响应特性，尝试使AD的响应高速化。

为了使AD的响应高速化，已知有减小AD的静电容量。AD的静电容量与AD的活性层的面积成比例，并且与厚度成反比例。因此，如果增厚AD的活性层，则能够缩小AD的静电容量，结果，能够使其响应高速化(专利文献2)。

专利文献1：日本特开2017－16918号公报

专利文献2：日本特开2007－250585号公报

发明内容

发明人等对上述的现有技术进行了研究，结果发现了以下那样的课题。即，如果增厚AD的活性层，则能够减小AD的静电容量。另一方面，以活性层增厚的量，AD内产生的载流子(电子及空穴)的行进距离变长，并且该载流子的行进时间也变长。其结果，感应电流的时间波形变宽，其导致响应速度的降低。因此，AD本身的响应的高速化存在极限。

本公开是为了解决上述那样的课题而研发的，其目的在于，实现使用AD并用于检测荷电粒子或光的检测器的响应的高速化。

本公开所涉及的检测器，作为例如可适用于质量分析的电子器件，是用于检测荷电粒子或光的检测器。该检测器具备：AD，其具有电子入射面，入射有由于荷电粒子而生成的电子、由于光而生成的光电子、或将光电子倍增而生成的电子；驱动电路，其驱动AD。驱动电路具有第一电容器和第一电阻。第一电容器及第一电阻均串联于AD，并且实际地并联连接于配置有第一电容器的配线和配置有第一电阻的配线。

附图说明

图1是示出第一实施方式所涉及的离子检测器的电路结构的一例的图。

图2是示出第一实施方式所涉及的离子检测器的结构的一例的切口立体图。

图3是示意性地示出第一实施方式所涉及的离子检测器的AD的结构的一例的截面图。

图4是示出第一实施方式所涉及的离子检测器的AD驱动电路的一例的电路图。

图5是示出比较例的AD驱动电路的等效电路的电路图。

图6是示出第一实施方式所涉及的离子检测器的AD驱动电路的一例的等效电路的电路图。

图7是示出AD的响应波形的一例的波形图。

图8是示出模拟电子入射面的有效直径为1mm的AD的响应波形的结果的一例的图。