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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024019143
(43)【公開日】2024-02-08
(54)【発明の名称】極性非依存イオン閉じ込めのためのイオンガイド電極構成
(51)【国際特許分類】
H01J 49/06 20060101AFI20240201BHJP
【ＦＩ】
H01J49/06 200
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023123492
(22)【出願日】2023-07-28
(31)【優先権主張番号】17/877,781
(32)【優先日】2022-07-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】503363806
【氏名又は名称】サーモ フィニガン エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｎｎｉｇａｎ ＬＬＣ
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】マイケル ダブリュ．センコ
(57)【要約】 （修正有）
【課題】イオンガイドの構造及び動作を簡略化する。
【解決手段】イオンガイドは、第１の表面上の第１の電極の配列と、第２の表面上の第２の電極の配列と、それらの間の間隙内のイオン閉じ込め空間とを含む。第１の配列は、第１の電極及び第２の電極を含む。各第１の電極は、第１の主要部分と、第１のエッジ部分とを含む。第１のエッジ部分は、第１の主要部分よりも幅広である。第２の配列は、第３の電極及び第４の電極を含む。各第４の電極は、第４の主要部分及び第４のエッジ部分を含む。第４のエッジ部分は、第４の主要部分よりも幅広である。第１のエッジ部分は、第４のエッジ部分に対向して位置付けられる。第１の電極及び第３の電極は、第１のＲＦ電圧を受け取るように構成され、第２の電極及び第４の電極は、第１のＲＦ電圧に対して位相シフトされている第２のＲＦ電圧を受け取るように構成されている。
【選択図】図１
【解決手段】イオンガイドは、第１の表面上の第１の電極の配列と、第２の表面上の第２の電極の配列と、それらの間の間隙内のイオン閉じ込め空間とを含む。第１の配列は、第１の電極及び第２の電極を含む。各第１の電極は、第１の主要部分と、第１のエッジ部分とを含む。第１のエッジ部分は、第１の主要部分よりも幅広である。第２の配列は、第３の電極及び第４の電極を含む。各第４の電極は、第４の主要部分及び第４のエッジ部分を含む。第４のエッジ部分は、第４の主要部分よりも幅広である。第１のエッジ部分は、第４のエッジ部分に対向して位置付けられる。第１の電極及び第３の電極は、第１のＲＦ電圧を受け取るように構成され、第２の電極及び第４の電極は、第１のＲＦ電圧に対して位相シフトされている第２のＲＦ電圧を受け取るように構成されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
イオンガイドであって、
間に間隙を有して互いに面する第１の表面及び第２の表面と、
前記第１の表面上の第１の電極の配列及び前記第２の表面上の第２の電極の配列を含む複数の電極であって、前記第１の電極の配列及び前記第２の電極の配列が、互いに対向して位置付けられ、前記間隙内にイオン閉じ込め空間を画定する、複数の電極と、を備え、
前記第１の電極の配列が、前記イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って前記第１の表面上に配列された第１の電極及び第２の電極を備え、
各第１の電極が、
前記イオン閉じ込め空間の第１の側から前記イオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第１の主要部分と、
前記イオン閉じ込め空間の前記第１の側にある第１のエッジ部分であって、前記第１のエッジ部分が、前記イオン閉じ込め空間の前記長手方向軸に沿って、前記第１の主要部分よりも幅広である、第１のエッジ部分と、を備え、
前記第２の電極の配列が、前記イオン閉じ込め空間の前記長手方向軸に沿って前記第２の表面上に配列された第３の電極及び第４の電極を備え、
各第４の電極が、
前記イオン閉じ込め空間の前記第１の側から前記イオン閉じ込め空間の前記第２の側まで延在する第４の主要部分と、
前記イオン閉じ込め空間の前記第１の側にある第４のエッジ部分であって、前記第４のエッジ部分が、前記イオン閉じ込め空間の前記長手方向軸に沿って、前記第４の主要部分よりも幅広である、第４のエッジ部分と、を備え、
前記第１の電極の前記第１のエッジ部分が、前記第４の電極の前記第４のエッジ部分に対向して位置付けられ、
前記第１の電極及び前記第３の電極が、第１のＲＦ電圧を受け取るように構成され、前記第２の電極及び前記第４の電極が、前記第１のＲＦ電圧に対して位相シフトされている第２のＲＦ電圧を受け取るように構成されている、イオンガイド。
間に間隙を有して互いに面する第１の表面及び第２の表面と、
前記第１の表面上の第１の電極の配列及び前記第２の表面上の第２の電極の配列を含む複数の電極であって、前記第１の電極の配列及び前記第２の電極の配列が、互いに対向して位置付けられ、前記間隙内にイオン閉じ込め空間を画定する、複数の電極と、を備え、
前記第１の電極の配列が、前記イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って前記第１の表面上に配列された第１の電極及び第２の電極を備え、
各第１の電極が、
前記イオン閉じ込め空間の第１の側から前記イオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第１の主要部分と、
前記イオン閉じ込め空間の前記第１の側にある第１のエッジ部分であって、前記第１のエッジ部分が、前記イオン閉じ込め空間の前記長手方向軸に沿って、前記第１の主要部分よりも幅広である、第１のエッジ部分と、を備え、
前記第２の電極の配列が、前記イオン閉じ込め空間の前記長手方向軸に沿って前記第２の表面上に配列された第３の電極及び第４の電極を備え、
各第４の電極が、
前記イオン閉じ込め空間の前記第１の側から前記イオン閉じ込め空間の前記第２の側まで延在する第４の主要部分と、
前記イオン閉じ込め空間の前記第１の側にある第４のエッジ部分であって、前記第４のエッジ部分が、前記イオン閉じ込め空間の前記長手方向軸に沿って、前記第４の主要部分よりも幅広である、第４のエッジ部分と、を備え、
前記第１の電極の前記第１のエッジ部分が、前記第４の電極の前記第４のエッジ部分に対向して位置付けられ、
前記第１の電極及び前記第３の電極が、第１のＲＦ電圧を受け取るように構成され、前記第２の電極及び前記第４の電極が、前記第１のＲＦ電圧に対して位相シフトされている第２のＲＦ電圧を受け取るように構成されている、イオンガイド。
【請求項2】
前記第１の電極及び前記第２の電極が、Ｌ形状、Ｔ形状、又はＹ形状を有する、請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項3】
各第３の電極が、第３の主要部分を備え、
前記第１の電極の前記第１の主要部分が、前記第３の電極の前記第３の主要部分に対向して位置付けられている、請求項１に記載のイオンガイド。
前記第１の電極の前記第１の主要部分が、前記第３の電極の前記第３の主要部分に対向して位置付けられている、請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項4】
前記第１の電極の前記第１の主要部分が、前記第４の電極の前記第４の主要部分に対向して位置付けられている、請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項5】
各第２の電極が、第２の主要部分を備え、
各第３の電極が、第３の主要部分を備え、
前記第１の電極の前記第１の主要部分及び前記第２の電極の前記第２の主要部分が、前記第３の電極の前記第３の主要部分と前記第４の電極の前記第４の主要部分との間の間隙に対向して位置付けられている、請求項１に記載のイオンガイド。
各第３の電極が、第３の主要部分を備え、
前記第１の電極の前記第１の主要部分及び前記第２の電極の前記第２の主要部分が、前記第３の電極の前記第３の主要部分と前記第４の電極の前記第４の主要部分との間の間隙に対向して位置付けられている、請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項6】
各第２の電極が、
前記イオン閉じ込め空間の前記第１の側から前記イオン閉じ込め空間の前記第２の側まで延在する第２の主要部分と、
前記イオン閉じ込め空間の前記第２の側にある第２のエッジ部分であって、前記第２のエッジ部分が、前記イオン閉じ込め空間の前記長手方向軸に沿って、前記第２の主要部分よりも幅広である、第２のエッジ部分と、を備え、
各第３の電極が、
前記イオン閉じ込め空間の前記第１の側から前記イオン閉じ込め空間の前記第２の側まで延在する第３の主要部分と、
前記イオン閉じ込め空間の前記第２の側にある第３のエッジ部分であって、前記第３のエッジ部分が、前記イオン閉じ込め空間の前記長手方向軸に沿って、前記第３の主要部分よりも幅広である、第３のエッジ部分と、を備え、
前記第２の電極の前記第２のエッジ部分が、前記第３の電極の前記第３のエッジ部分に対向して位置付けられている、請求項１に記載のイオンガイド。
前記イオン閉じ込め空間の前記第１の側から前記イオン閉じ込め空間の前記第２の側まで延在する第２の主要部分と、
前記イオン閉じ込め空間の前記第２の側にある第２のエッジ部分であって、前記第２のエッジ部分が、前記イオン閉じ込め空間の前記長手方向軸に沿って、前記第２の主要部分よりも幅広である、第２のエッジ部分と、を備え、
各第３の電極が、
前記イオン閉じ込め空間の前記第１の側から前記イオン閉じ込め空間の前記第２の側まで延在する第３の主要部分と、
前記イオン閉じ込め空間の前記第２の側にある第３のエッジ部分であって、前記第３のエッジ部分が、前記イオン閉じ込め空間の前記長手方向軸に沿って、前記第３の主要部分よりも幅広である、第３のエッジ部分と、を備え、
前記第２の電極の前記第２のエッジ部分が、前記第３の電極の前記第３のエッジ部分に対向して位置付けられている、請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項7】
前記第２の電極及び前記第３の電極が、Ｌ形状、Ｔ形状、又はＹ形状を有する、請求項６に記載のイオンガイド。
【請求項8】
各第１の電極が、前記イオン閉じ込め空間の前記第２の側に第２のエッジ部分を更に備え、前記第２のエッジ部分が、前記イオン閉じ込め空間の前記長手方向軸に沿って、前記第１の主要部分よりも幅広であり、
各第４の電極が、前記イオン閉じ込め空間の前記第２の側に第３のエッジ部分を更に備え、前記第３のエッジ部分が、前記イオン閉じ込め空間の前記長手方向軸に沿って、前記第４の主要部分よりも幅広であり、
前記第１の電極の前記第２のエッジ部分が、前記第４の電極の前記第３のエッジ部分に対向して位置付けられている、請求項１に記載のイオンガイド。
各第４の電極が、前記イオン閉じ込め空間の前記第２の側に第３のエッジ部分を更に備え、前記第３のエッジ部分が、前記イオン閉じ込め空間の前記長手方向軸に沿って、前記第４の主要部分よりも幅広であり、
前記第１の電極の前記第２のエッジ部分が、前記第４の電極の前記第３のエッジ部分に対向して位置付けられている、請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項9】
前記第１の電極及び前記第４の電極が、ＬＬ形状、ＴＴ形状、又はＹＹ形状を有する、請求項８に記載のイオンガイド。
【請求項10】
第１の電極の前記第１のエッジ部分が、前記イオン閉じ込め空間の前記長手方向軸に沿って、隣接する第２の電極の前記第２の主要部分の全部又は一部を越えて延在する、請求項１に記載のイオンガイド。
【請求項11】
第４の電極の前記第４のエッジ部分が、前記イオン閉じ込め空間の前記長手方向軸に沿って、隣接する第３の電極の前記第３の主要部分の全部又は一部を越えて延在する、請求項１０に記載のイオンガイド。
【請求項12】
前記第１の表面及び前記第２の表面のうちの一方又は両方が、プリント回路基板（ＰＣＢ）を備える、請求項１に記載のイオンガイド。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
イオンガイドは、静電場及び電気力学的場の印加によって、及び／又はキャリアガスによって、イオン経路に沿ってイオンを誘導するデバイスである。イオンガイドは、例えば、質量分析計内でイオンを輸送するために、又はイオンモビリティデバイス内でイオンを分離するために使用され得る。従来のイオンガイドは、線形四重極デバイスなどの多重極配列、又はプリント回路基板（printed circuit boards、ＰＣＢ）などの対向する表面上の電極の配列から形成される。ＰＣＢイオンガイドは、それらの低いコスト、及びかなり単純な印刷プロセスで複雑な幾何形状を作成する可能性のために、魅力的である。しかしながら、ＰＣＢイオンガイドの従来の構成は、様々な欠点を有する。例えば、イオン経路内にイオンを維持するために、一部のＰＣＢイオンガイドは、無線周波数（radio frequency、ＲＦ）電圧を内側ＲＦ電極に印加してＹ（垂直）方向にトラッピング電位を提供し、かつ直流（direct current、ＤＣ）電圧を外側ガード電極に印加してＸ（水平）方向にトラッピング電位を提供する。イオンは、Ｚ軸に沿ったイオン経路に沿って誘導される。しかしながら、ＤＣガード電極によって生成されるトラッピング電位は、単一の極性のみのイオンをトラップすることができる。他のＰＣＢイオンガイドは、上部ＰＣＢと下部ＰＣＢとの間の空間に位置付けられた追加のＲＦ電極を使用して、Ｘ軸に沿った極性非依存トラッピングを提供する。しかしながら、これらの追加のＲＦガード電極は、追加の駆動電子機器を必要とし、イオンガイドの設計及び製造を複雑にする。
【発明の概要】
【0002】
以下の説明は、本明細書で説明される方法及びシステムの１つ以上の態様の基本的な理解を提供するために、かかる態様の簡略化された概要を提示する。本概要は、全ての企図された態様の広範な概観ではなく、全ての態様の主要又は重要な要素を特定することも、任意又は全ての態様の範囲を線引きすることも意図されていない。その唯一の目的は、以下で提示されるより詳細な説明に対する前置きとして、簡略化された形態で本明細書に記載される方法及びシステムの１つ以上の態様のいくつかの概念を提示することである。
【0003】
いくつかの例示的な実施例では、イオンガイドは、第１の表面と、第１の表面に対向して位置付けられた第２の表面と、第１の表面上の第１の電極の配列及び第２の表面上の第２の電極の配列を含む複数の電極であって、第１の電極の配列及び第２の電極の配列が、互いに対向して位置付けられ、それらの間にイオン閉じ込め空間を画定する、複数の電極と、を備え、第１の電極の配列は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第１の表面上に配列された第１の電極及び第２の電極を備え、各第１の電極は、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第１の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第１の側にある第１のエッジ部分と、を備え、第１のエッジ部分は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第１の主要部分よりも幅広であり、第２の電極の配列は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第２の表面上に配列された第３の電極及び第４の電極を備え、各第４の電極は、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第４の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第１の側にある第４のエッジ部分であって、第４のエッジ部分は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第４の主要部分よりも幅広である、第４のエッジ部分と、を備え、第１の電極の第１のエッジ部分は、第４の電極の第４のエッジ部分に対向して位置付けられ、第１の電極及び第３の電極は、第１のＲＦ電圧を受け取るように構成され、第２の電極及び第４の電極は、第１のＲＦ電圧に対して位相シフトされている第２のＲＦ電圧を受け取るように構成されている。
【0004】
いくつかの例示的な実施例では、イオンを誘導する方法は、イオンガイドにイオンを導入することであって、イオンガイドが、第１の表面と、第１の表面に対向して位置付けられた第２の表面と、第１の表面上の第１の電極の配列及び第２の表面上の第２の電極の配列を含む複数の電極であって、第１の電極の配列及び第２の電極の配列が、互いに対向して位置付けられ、それらの間にイオン閉じ込め空間を画定する、複数の電極と、を備え、第１の電極の配列は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第１の表面上に配列された第１の電極及び第２の電極を備え、各第１の電極は、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第１の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第１の側にある第１のエッジ部分と、を備え、第１のエッジ部分は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第１の主要部分よりも幅広であり、第２の電極の配列は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第２の表面上に交互に配列された第３の電極及び第４の電極を備え、各第４の電極は、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第４の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第１の側にある第４のエッジ部分であって、第４のエッジ部分は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第４の主要部分よりも幅広である、第４のエッジ部分と、を備え、第１の電極の第１のエッジ部分は、第４の電極の第４のエッジ部分に対向して位置付けられている、導入することと、ＲＦ電圧を複数の電極に印加することと、を含み、第１の電極及び第３の電極は、第１のＲＦ電圧を受け取り、第２の電極及び第４の電極は、第１のＲＦ電圧に対して位相シフトされている第２のＲＦ電圧を受け取る。
【0005】
いくつかの例示的な実施例では、イオンガイドは、第１の表面と、第１の表面に対向して位置付けられた第２の表面と、第１の表面上の第１の電極の配列及び第２の表面上の第２の電極の配列を含む複数の電極であって、第１の電極の配列及び第２の電極の配列が、互いに対向して位置付けられ、それらの間にイオン閉じ込め空間を画定する、複数の電極と、を備え、第１の電極の配列は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第１の表面上に配列された第１の電極及び第２の電極を備え、第２の電極の配列は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第２の表面上に交互に配列された第３の電極及び第４の電極を備え、第１の電極及び第３の電極は、同じ位相のＲＦ電圧を受け取るように構成され、第２の電極及び第４の電極は、同じ位相を有し、第１の電極及び第３の電極によって受け取られるＲＦ電圧に対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように構成され、第１の電極及び第３の電極の対向する主要部分、並びに第２の電極及び第４の電極の対向する主要部分は、イオン閉じ込め空間内のイオンの第１の表面及び第２の表面に向かう移動を抑制する表面閉じ込め電場を生成するように構成され、第１の電極及び第４の電極の対向するエッジ部分は、互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取り、イオン閉じ込め空間内のイオンのイオン封じ込め空間の第１の側に向かう移動を抑制する第１のエッジ閉じ込め電場を生成するように構成されている。
【0006】
いくつかの例示的な実施例では、イオンガイドは、第１の表面と、第１の表面に対向して位置付けられた第２の表面と、第１の表面上の第１の電極の配列及び第２の表面上の第２の電極の配列を含む複数の電極と、第１の電極の配列と第２の電極の配列との間のイオン閉じ込め空間とを含み、第１の電極の配列は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第１の表面上に配列された第１の電極及び第２の電極を備え、第２の電極の配列は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第２の表面上に配列された第３の電極及び第４の電極を備え、第１の電極の第１の主要部分は、第３の電極の第３の主要部分に対向して位置付けられ、第２の電極の第２の主要部分は、第４の電極の第４の主要部分に対向して位置付けられ、第１の電極の第１のエッジ部分は、イオン閉じ込め空間の第１の側で第４の電極の第４のエッジ部分に対向して位置付けられ、第１の電極及び第３の電極は、ＲＦ電圧を受け取るように構成され、第２の電極及び第４の電極は、第１の電極及び第３の電極によって受け取られるＲＦ電圧に対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように構成されている。
【0007】
いくつかの例示的な実施例では、イオンガイドを作製する方法は、第１の電極及び第２の電極を第１の電極の配列で第１の表面上に配列することと、第２の表面上に第２の電極の配列で第３の電極及び第４の電極を配列することと、第１の電極の配列及び第２の電極の配列がそれらの間にイオン閉じ込め空間を画定するように、第１の表面を第２の表面に対向して位置付けることと、を含み、第１の電極の第１の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分に対向して位置付けられ、第２の電極の第２の主要部分が、第４の電極の第４の主要部分に対向して位置付けられ、イオン閉じ込め空間の第１側において、第１の電極の第１のエッジ部分が第４の電極の第４のエッジ部分に対向して位置付けられるように、第１の電極の配列及び第２の電極の配列が位置付けられ、第１の電極及び第３の電極を、ＲＦ電圧を受け取るように構成された第１の回路に接続することと、第２の電極及び第４の電極を、第１の回路によって受け取られたＲＦ電圧に対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように構成された第２の回路に接続することと、を含む。
【0008】
いくつかの例示的な実施例では、イオンガイドは、対向する表面上に配列され、対向する表面間にイオン閉じ込め空間を画定する複数の電極を備え、複数の電極の各電極は、細長い主要部分及び主要部分の端部にあるエッジ部分を備え、エッジ部分は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、主要部分よりも幅広であり、複数の電極は、ＲＦ電圧を受け取るように構成され、複数の電極は、対向する主要部分が同じ位相のＲＦ電圧を受け取り、対向するエッジ部分が互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように配列されている。
【図面の簡単な説明】
【0009】
添付の図面は、様々な実施形態を例解し、本明細書の一部である。例解された実施形態は単なる例であり、本開示の範囲を制限するものではない。図面全体を通して、同一又は類似の参照番号は、同一又は類似の要素を指示する。
【図1】例示的なイオンガイドの斜視図である。
【図7】表面上の電極の代替構成を示す。
【図8】表面上の電極の代替構成を示す。
【図9】別の例示的なイオンガイドの斜視図を示す。
【図11A】図１０においてそれぞれＸＩＡ及びＸＩＢとラベル付けされた一点鎖線に沿って取られた図９及び図１０のイオンガイドの断面図と、電極がＲＦ電圧を受け取るときにイオンガイドの電極によって生成される例示的な閉じ込め電場の等電位線とを示す。
【図11B】図１０においてそれぞれＸＩＡ及びＸＩＢとラベル付けされた一点鎖線に沿って取られた図９及び図１０のイオンガイドの断面図と、電極がＲＦ電圧を受け取るときにイオンガイドの電極によって生成される例示的な閉じ込め電場の等電位線とを示す。
【図12】表面上の電極の代替構成を示す。
【図13】表面上の電極の代替構成を示す。
【図14】表面上の電極の代替構成を示す。
【図15】イオンを誘導する例示的な方法のフロー図を示す。
【図16】イオンガイドを作製する例示的な方法のフロー図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0010】
複数の方向において極性非依存トラッピングを提供する例示的なイオンガイドが、本明細書において説明される。いくつかの例では、イオンガイドは、第１の表面（例えば、第１のＰＣＢ）と、第１の表面に対向して位置付けられた第２の表面（例えば、第２のＰＣＢ）と、複数の電極とを含む。複数の電極は、第１の表面上の第１の電極の配列と、第２の表面上の第２の電極の配列とを含む。第１の電極の配列及び第２の電極の配列は、互いに対向して位置付けられ、イオンが閉じ込められ得るイオン閉じ込め空間をそれらの間に画定する。第１の電極の配列は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第１の表面上に配列された第１の電極及び第２の電極を含む。各第１の電極は、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第１の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第１の側にある第１のエッジ部分とを含む。第１のエッジ部分は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第１の主要部分よりも幅広である。第２の電極の配列は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第２の表面上に配列された第３の電極及び第４の電極を含む。各第４の電極は、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第４の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第１の側にある第４のエッジ部分とを含む。第４のエッジ部分は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第４の主要部分よりも幅広である。第１の電極の第１のエッジ部分は、第４の電極の第４のエッジ部分に対向して位置付けられる。第１の電極及び第３の電極は、第１のＲＦ電圧を受け取るように構成され、第２の電極及び第４の電極は、第１のＲＦ電圧に対して位相シフトされている第２のＲＦ電圧を受け取るように構成される。
【0011】
本明細書で説明されるイオンガイドは、従来のイオンガイドを超えて様々な利点を有する。例えば、本明細書で説明される電極構成は、イオンの極性とは独立して、それぞれ、第１の軸（例えば、Ｘ（水平）軸）及び第２の軸（例えば、Ｙ（垂直）軸）に沿って、イオンをイオン閉じ込め空間内に閉じ込める、エッジ閉じ込め電場及び表面閉じ込め電場を生成する。更に、本明細書で説明されるイオンガイドは、Ｘ軸に沿ったイオン閉じ込めが、Ｙ軸に沿ったイオン閉じ込めを提供する同じ電極によって提供されるので、単純な構造を有する。更に、同じＲＦ電圧、したがって同じ電子駆動回路が、エッジ閉じ込め電場及び表面閉じ込め電場を生成するために使用され、したがって、イオンガイドの構造及び動作を簡略化する。
【0012】
ここで、図面を参照して、様々な実施形態をより詳細に説明する。本明細書で説明されるシステム及び方法は、上述の利点のうちの１つ以上、並びに／若しくは本明細書で明らかにされる様々な追加の及び／又は代替の利点を提供し得る。
【0013】
図１～図４Ｃは、例示的なイオンガイド１００の様々な視図を示す。図１は、イオンガイド１００の斜視図を示す。図２は、イオンガイド１００の平面図を示す。図３Ａ及び図３Ｂは、図２においてそれぞれＩＩＩＡ及びＩＩＩＢとラベル付けされた一点鎖線に沿って取られたイオンガイド１００の断面図を示す。図４Ａ～図４Ｃは、図２においてそれぞれＩＶＡ、ＩＶＢ、及びＩＶＣとラベル付けされた一点鎖線に沿って取られたイオンガイド１００の断面図を示す。
【0014】
イオンガイド１００は、第１の表面１０２と、第２の表面１０４と、第１の表面１０２と第２の表面１０４との間のイオン閉じ込め空間１０６と、第１の表面１０２上に配列された第１の電極１０８－１及び第２の電極１０８－２と第２の表面１０４上に配列された第３の電極１０８－３及び第４の電極１０８－４とを含む複数の電極１０８と、を含む。図１及び図２において、第１の表面１０２上の電極１０８は、電極１０８が第２の表面１０４に面する第１の表面１０２の側に位置付けられていることを示すために破線で示されている。図示されていないが、イオンガイド１００は、第１の表面１０２と第２の表面１０４との間の間隔を維持するスペーサ、電極１０８を電圧源に接続するための配線、及び電極１０８に印加される電圧を制御するための電子機器など、特定の実装に適し得る他の構成要素を含み得る。
【0015】
イオンガイド１００は、任意の他の数及び配列の電極１０８を有し得るので、図１～図４Ｃは、イオンガイド１００の単なる代表例である。例えば、図１、図２、及び図４Ａは、第１の表面１０２及び第２の表面１０４が各々１０個の電極１０８を有することを示しているが、第１の表面１０２及び第２の表面１０４は、特定の実装に適し得るように、任意の他の数の電極１０８を有してもよい。
【0016】
図１～図４Ｃは、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸（例えば、イオンガイド１００が伝達デバイスであるときのイオン伝搬方向）がＺ軸に沿って延在し、第１の表面１０２及び第２の表面１０４が各々ＸＺ平面内にあり、Ｙ軸に沿って互いに対向して位置付けられるように任意に配向されている３Ｄ座標系の凡例Ｌを示す。本明細書で使用されるように、Ｘ、Ｙ、又はＺ軸は、凡例ＬのＸ、Ｙ、又はＺ軸、又は凡例Ｌと同様に配向された任意の他の３Ｄ座標系を指す。例えば、「Ｘ軸」は、凡例ＬのＸ軸又は凡例ＬのＸ軸に平行な任意の他の軸を指すことができ、「Ｙ軸」は、凡例ＬのＹ軸又は凡例ＬのＹ軸に平行な任意の他の軸を指すことができ、「Ｚ軸」は、凡例ＬのＺ軸又は凡例ＬのＺ軸に平行な任意の他の軸を指すことができる。
【0017】
第１の表面１０２及び第２の表面１０４は、互いに実質的に平行に位置付けられ、それらの間に間隙を有して互いに面する平面状表面である。第１の表面１０２及び第２の表面１０４は各々、ＰＣＢ又は固体基板（例えば、ガラス基板、セラミック基板、ポリマー基板等）などの任意の好適な平面構造によって実装され得る。他の実施形態では、第１の表面１０２及び第２の表面１０４は、平面ではなく、特定の実装に適し得るように、湾曲した形状、起伏のある形状、又は他の非平面形状を有する。
【0018】
イオン閉じ込め空間１０６は、第１の表面１０２と第２の表面１０４との間の間隙内の容積であり、その中にイオンが閉じ込められ得る（例えば、捕捉され、誘導される、等）。以下でより詳細に説明されるように、イオン閉じ込め空間１０６を横切って対向する電極１０８の対は、ＲＦ電圧を受け取り、表面閉じ込め電場及びエッジ閉じ込め電場を生成して、イオンをイオン閉じ込め空間１０６内に閉じ込める。イオン閉じ込め空間１０６は、真空、低圧、又は高圧下にあってもよい。
【0019】
いくつかの例では、イオンガイド１００は、イオン閉じ込め空間１０６が、イオンが誘導されるイオン経路を形成する伝達型デバイスである。イオンは、ＤＣ及び／又はＲＦ電圧を電極１０８（又は図示されない他の電極）に印加して、ＤＣ勾配場（例えば、分圧器を使用することによる）、ＤＣ進行波（例えば、１つの電極から次の電極に移動するＤＣパルス）、及び／又はＲＦ場を閉じ込め電場に重畳させることによってなど、任意の好適な方式でイオン閉じ込め空間１０６を通して誘導（例えば、駆動）され得る。追加的又は代替的に、イオンは、キャリアガスをイオン閉じ込め空間１０６に通すことによって、イオン閉じ込め空間１０６を通って誘導されてもよい。他の例では、イオンガイド１００は、イオン閉じ込め空間１０６が、イオンがイオン閉じ込め空間１０６から放出されるまでイオンをトラップするトラッピング容積である、トラッピング型デバイスである。
【0020】
ここで図２を参照すると、イオン閉じ込め空間１０６は、入口開口部２０２、出口開口部２０４、第１の側２０６、及び第２の側２０８を含む。入口開口部２０２は、イオンをイオン閉じ込め空間１０６に導入するための開口部であり、出口開口部２０４は、イオンがイオン閉じ込め空間１０６から出るか又は放出され得る開口部である。入口開口部２０２は、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸の上流端に位置し、出口開口部２０４は、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸の下流端に位置する。しかしながら、入口開口部２０２及び／又は出口開口部２０４は、特定の実装に適し得るように、任意の他の場所に位置してもよい。第１の側２０６及び第２の側２０８は、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸（例えば、Ｚ軸）に沿って互いに対向して延在する。例えば、図２に示されるように、第１の側２０６はイオン閉じ込め空間１０６の－Ｘ側に位置し、第２の側２０８はイオン閉じ込め空間１０６の＋Ｘ側に位置する。
【0021】
再び図１～図４Ｃを参照すると、電極１０８は、導電性材料（例えば、金属）から形成され、ＲＦ電圧を受け取るように構成される。各電極１０８は、主要部分１１０とエッジ部分１１２とを有する。例えば、各第１の電極１０８－１は、第１の主要部分１１０－１と第１のエッジ部分１１２－１とを有し、各第２の電極１０８－２は、第２の主要部分１１０－２と第２のエッジ部分１１２－２とを有する、などである。
【0022】
図示のように、各主要部分１１０は、細長い長方形形状を有し、Ｘ軸に沿って（例えば、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に垂直であり、第１の表面１０２及び第２の表面１０４に平行である軸に沿って）、イオン閉じ込め空間１０６の第１の側２０６から第２の側２０８まで延在する。しかしながら、主要部分１１０は、この構成に限定されず、任意の他の好適な形状（例えば、湾曲、楕円形、卵形、波状、又は不規則）及び／又はイオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に対する配向を有してもよい。以下に説明するように、同じ位相のＲＦ電圧を受け取る一対の対向する主要部分１１０は、イオンがイオン閉じ込め空間１０６内で第１の表面１０２及び第２の表面１０４に向かって移動するのを抑制する表面閉じ込め電場を生成する。
【0023】
各エッジ部分１１２は、主要部分１１０の（Ｘ軸に沿った）端部に形成され、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って（例えば、Ｚ軸に沿って）、主要部分１１０よりも幅広である。図１及び図２に示されるように、電極１０８はＬ形状を有するが、他の形状も考えられ、それらのうちのいくつかは代替例において以下に説明される。主要部分１１０が長方形又は直線でない（例えば、楕円形、湾曲、波状、又は不規則である）例では、エッジ部分１１２は、エッジ部分１１２が接続される主要部分１１０の直接隣接する端部よりも幅広であり得る。追加的又は代替的に、エッジ部分１１２は、主要部分１１０の平均又は最大幅よりも幅広であり得る。図１～図４Ｃに示されるように、各エッジ部分１１２は、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って、隣接する電極１０８の主要部分１１０の全部又は一部を越えて延在する（例えば、Ｘ方向に沿って見たときに主要部分１１０の全部又は一部に重なる）。以下に説明するように、互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取る対向するエッジ部分１１２は、イオンがイオン閉じ込め空間１０６の第１の側２０６及び第２の側２０８に向かって移動するのを抑制するエッジ閉じ込め電場を生成する。
【0024】
上述したように、第１の表面１０２は、電極１０８の第１の配列１１４を含み、第２の表面１０４は、第１の配列１１４に対向して位置付けられた電極１０８の第２の配列１１６を含む。第１の配列１１４及び第２の配列１１６は、それらの間にイオン閉じ込め空間１０６を画定する。
【0025】
第１の配列１１４は、各エッジ部分１１２が、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って、隣接する第１の電極１０８－１又は第２の電極１０８－２の主要部１１０の全部又は一部を越えて延在するように、交互に配列された第１の電極１０８－１及び第２の電極１０８－２を含む。図１、図２、図４Ｂ、及び図４Ｃに示されるように、第１の電極１０８－１の各第１のエッジ部分１１２－１は、（－Ｚ方向に）次の（又は前の）隣接する第２の電極１０８－２の第２の主要部分１１０－２を越えて延在する。同様に、第２の電極１０８－２の各第２のエッジ部分１１２－２は、（－Ｚ方向に）次の（又は前の）隣接する第１の電極１０８－１の第１の主要部分１１０－１を越えて延在する。代替構成（図示せず）では、一対の隣接する電極１０８のエッジ部分１１２は、互いを越えて延在する。例えば、第１の電極１０８－１の第１のエッジ部分１１２－１は、（－Ｚ方向に）隣接する第２の電極１０８－２の第２の主要部分１１０－２の全部又は一部を越えて延在してもよく、第２の電極１０８－２の第２のエッジ部分１１２－２は、（＋Ｚ方向に）隣接する第１の電極１０８－１の第１の主要部分１１０－１の全部又は一部を越えて延在してもよい。
【0026】
第２の配列１１６は、各エッジ部分１１２が、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って、隣接する第３の電極１０８－３又は第４の電極１０８－４の主要部分１１０の全部又は一部を越えて延在するように、交互に配列された第３の電極１０８－３及び第４の電極１０８－４を含む。図１、図２、図４Ｂ、及び図４Ｃに示されるように、第３の電極１０８－３の各第３のエッジ部分１１２－３は、（－Ｚ方向に）次の（又は前の）隣接する第４の電極１０８－４の第４の主要部分１１０－４を越えて延在する。同様に、第４の電極１０８－４の各第４のエッジ部分１１２－４は、（－Ｚ方向に）次の（又は前の）隣接する第３の電極１０８－３の第３の主要部分１１０－３を越えて延在する。代替構成（図示せず）では、一対の隣接する電極１０８のエッジ部分１１２は、互いを越えて延在する。例えば、第３の電極１０８－３の第３のエッジ部分１１２－３は、（－Ｚ方向に）隣接する第４の電極１０８－４の第４の主要部分１１０－４の全部又は一部を越えて延在してもよく、第４の電極１０８－４の第４のエッジ部分１１２－４は、（＋Ｚ方向に）隣接する第３の電極１０８－３の第３の主要部分１１０－３の全部又は一部を越えて延在してもよい。
【0027】
今説明した構成では、各エッジ部分１１２は、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って、隣接する電極１０８の主要部分１１０の全部又は一部を越えて延在する。したがって、第１の電極１０８－１の第１のエッジ部分１１２－１は、イオン閉じ込め空間１０６の第１の側２０６に沿って互いに隣接して位置付けられ、第２の電極１０８－２の第２のエッジ部分１１２－２は、イオン閉じ込め空間１０６の第２の側２０８に沿って互いに隣接して位置付けられる。同様に、第３の電極１０８－３の第３のエッジ部分１１２－３は、イオン閉じ込め空間１０６の第２の側２０８に沿って互いに隣接して位置付けられ、第４の電極１０８－４の第４のエッジ部分１１２－４は、イオン閉じ込め空間１０６の第１の側２０６に沿って互いに隣接して位置付けられる。
【0028】
述べたように、電極１０８は、ＲＦ電圧を受け取り、表面閉じ込め電場及びエッジ閉じ込め電場を生成して、イオンをイオン閉じ込め空間１０６内に閉じ込めるように構成される。上述の構成では、第１の電極１０８－１及び第３の電極１０８－３は、同じ位相を有するＲＦ電圧を受け取るように構成され、第２の電極１０８－２及び第４の電極１０８－４は、同じ位相であるが、第１の電極１０８－１及び第３の電極１０８－３によって受け取られるＲＦ電圧に対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように構成されている。図では、第１の位相の電極１０８（例えば、第１の電極１０８－１及び第３の電極１０８－３）は、白色で示され、第２の反対位相の電極１０８（例えば、第２の電極１０８－２及び第４の電極１０８－４）は、陰影を付けられている。いくつかの例では、第１の電極１０８－１及び第３の電極１０８－３によって受け取られるＲＦ電圧は、第２の電極１０８－２及び第４の電極１０８－４によって受け取られるＲＦ電圧と１８０°位相がずれている。したがって、第１の配列１１４及び第２の配列１１６は、対向する主要部分１１０の対が、同じ位相を有するか、又は互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取り、対向するエッジ部分１１２の対が、互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように、互いに対向して位置付けられ得る。
【0029】
例えば、図１、図３Ａ、及び図４Ａに示されるように、第１の電極１０８－１の第１の主要部分１１０－１は、第３の電極１０８－３の第３の主要部分１１０－３に対向して位置付けられる。同様に、図１、図３Ｂ、及び図４Ａに示されるように、第２の電極１０８－２の第２の主要部分１１０－２は、第４の電極１０８－４の第４の主要部分１１０－４に対向して位置付けられる。図１、図３Ａ、図３Ｂ、及び図４Ｂに示されるように、イオン閉じ込め空間１０６の第１の側２０６において、第１の電極１０８－１の第１のエッジ部分１１２－１は、第４の電極１０８－４の第４のエッジ部分１１２－４に対向して位置付けられる。図１、図３Ａ、図３Ｂ、及び図４Ｃに示されるように、イオン閉じ込め空間１０６の第２の側２０８において、第２の電極１０８－２の第２のエッジ部分１１２－２は、第３の電極１０８－３の第３のエッジ部分１１２－３に対向して位置付けられる。
【0030】
いくつかの例では、第１の電極１０８－１及び第３の電極１０８－３は、電圧源（図示せず）から第１のＲＦ電圧を供給するように構成された第１の回路（図示せず）に接続され、第２の電極１０８－２及び第４の電極１０８－４は、同じ電圧源又は異なる電圧源から第２のＲＦ電圧を供給するように構成された第２の回路（図示せず）に接続される。第２のＲＦ電圧は、第１のＲＦ電圧に対して位相シフトされる。電圧源が第１の回路及び第２の回路に対して同じである例では、第１の回路又は第２の回路のいずれかは、任意の好適な位相シフト回路又は位相シフトモジュールを含み得る。
【0031】
図１に示されるように、第１の配列１１４のＬ形状電極１０８（例えば、第１の電極１０８－１及び第２の電極１０８－２）のエッジ部分１１２は、第２の配列１１６のＬ形状電極１０８（例えば、第３の電極１０８－３及び第４の電極１０８－４）のエッジ部分１１２と同じ方向（例えば、－Ｚ方向）に延在する。代替構成では、第１の配列１１４のＬ形状電極１０８のエッジ部分１１２は、Ｚ軸に沿って、第２の配列１１６のＬ形状電極１０８のエッジ部分１１２（例えば、－Ｚ方向）とは反対の方向（例えば、＋Ｚ方向）に延在する。
【0032】
ここで、イオンガイド１００の動作について、図５、図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明する。図５は、図４Ａと同様であり、イオンガイド１００の断面図と、電極１０８がＲＦ電圧を受け取ったときに電極１０８によって生成される例示的な閉じ込め電場の等電位線とを示す。図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ図３Ａ及び図３Ｂと同様であり、イオンガイド１００の断面図と、電極１０８がＲＦ電圧を受け取ったときに電極１０８によって生成される例示的な閉じ込め電場の等電位線とを示す。電極１０８がＲＦ電圧を受け取ると、電極１０８の主要部分１１０及びエッジ部分１１２は、以下に説明するように、閉じ込め電場を生成してイオン５０２をイオン閉じ込め空間１０６内に閉じ込める。
【0033】
第１の電極１０８－１及び第３の電極１０８－３の対向する主要部分１１０の対は、表面閉じ込め電場を生成する。図５及び図６Ａに示されるように、第１の表面１０２上の第１の電極１０８－１の第１の主要部分１１０－１は、第１の表面閉じ込め電場５０４－１を生成し、第２の表面１０４上の第３の電極１０８－３の第３の主要部分１１０－３は、第２の表面閉じ込め電場５０４－２を生成する。対向する第１の電極１０８－１の第１の主要部分１１０－１と第３の電極１０８－３の第３の主要部分１１０－３とは、同じ位相を有するＲＦ電圧を受け取るが、それらは隣接する第２の電極１０８－２及び第４の電極１０８－４によって受け取られるＲＦ電圧に対して位相シフトされているので、イオン閉じ込め空間１０８内の低電位の領域が、第１の表面１０２と第２の表面１０４との間に形成される。
【0034】
対向する第２の電極１０８－２の主要部分１１０－２と第４の電極１０８－４の第４の主要部分１１０－４との対もまた、表面閉じ込め電場を生成する。図５及び図６Ｂに示されるように、第１の表面１０２上の第２の電極１０８－２の第２の主要部分１１０－２はまた、第１の表面閉じ込め電場５０４－１を生成し、第２の表面１０４上の第４の電極１０８－４の第４の主要部分１１０－４はまた、第２の表面閉じ込め電場５０４－２を生成する。対向する第２の電極１０８－２の第２の主要部分１１０－２と第４の電極１０８－４の第４の主要部分１１０－４とは、同じ位相を有するＲＦ電圧を受け取るが、それらは隣接する第１の電極１０８－１及び第３の電極１０８－３によって受け取られるＲＦ電圧に対して位相シフトされているので、低電位の領域が、第１の表面１０２と第２の表面１０４との間のイオン閉じ込め空間１０６内に形成される。
【0035】
第１の表面１０２上の第１の主要部分１１０－１と第２の主要部分１１０－２とによって生成される第１の表面閉じ込め電場５０４－１は、イオン５０２が第１の表面１０２に向かって移動することを抑制するトラッピング電位である。第２の表面１０４上の第３の主要部分１１０－３と第４の主要部分１１０－４とによって生成される第２の表面閉じ込め電場５０４－２は、またイオン５０２が第２の表面１０４に向かって移動することを抑制するトラッピング電位である。
【0036】
イオン閉じ込め空間１０６の第１の側２０６及び第２の側２０８において、対向するエッジ部分１１２がエッジ閉じ込め電場を生成する。図６Ａに示されるように、イオン閉じ込め空間１０６の第１の側２０６において、第１の表面１０２上の第１の電極１０８－１の第１のエッジ部分１１２－１は、第２の表面１０４上の第４の電極１０８－４の第４のエッジ部分１１２－４に対向して位置付けられる。第１のエッジ部分１１２－１及び第４のエッジ部分１１２－４は、互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るので、第１のエッジ閉じ込め電場６０２－１が第１の側２０６に生成される。第１のエッジ閉じ込め電場６０２－１は、イオン５０２が第１の側２０６に向かって移動し、第１の側２０６においてイオン閉じ込め空間１０６から逃げるのを抑制するトラッピング電位である。
【0037】
図６Ｂに示されるように、イオン閉じ込め空間１０６の第２の側２０８において、第１の表面１０２上の第２の電極１０８－２の第２のエッジ部分１１２－２は、第２の表面１０４上の第３の電極１０８－３の第３のエッジ部分１１２－３に対向して位置付けられる。第２のエッジ部分１１２－２及び第３のエッジ部分１１２－３は、互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るので、第２のエッジ閉じ込め電場６０２－２が第２の側２０８に生成される。第２のエッジ閉じ込め電場６０２－２は、イオン５０２が第２の側２０８に向かって移動し、第２の側２０８においてイオン閉じ込め空間１０６から逃げるのを抑制するトラッピング電位である。
【0038】
イオンがイオン閉じ込め空間１０６に導入されると、第１の表面閉じ込め電場５０４－１は、イオン５０２が第１の表面１０２に向かって＋Ｙ方向に移動するのを抑制し、第２の表面閉じ込め電場５０４－２は、イオン５０２が第２の表面１０４に向かって－Ｙ方向に移動するのを抑制する。第１のエッジ閉じ込め電場６０２－１は、イオン５０２が第１の側２０６に向かって－Ｘ方向に移動するのを抑制し、第２のエッジ閉じ込め電場６０２－２は、イオン５０２が第２の側２０８に向かって＋Ｘ方向に移動するのを抑制する。
【0039】
この構成を用いて、電極１０８は、ＲＦ電圧を受け取り、表面閉じ込め電場５０４及びエッジ閉じ込め電場６０２を生成して、イオン５０２をイオン閉じ込め空間１０６内に閉じ込め得る。第１のエッジ閉じ込め電場６０２－１及び第２のエッジ閉じ込め電場６０２－２はＲＦ電場であるので、電極１０８は、Ｘ軸に沿ってイオン閉じ込め空間１０６内にイオン５０２の極性非依存閉じ込めを提供する。更に、第１のエッジ閉じ込め電場６０２－１及び第２のエッジ閉じ込め電場６０２－２は、第１の表面閉じ込め電場５０４－１及び第２の表面閉じ込め電場５０４－２を生成する同じ電極から生成され、それによってイオンガイド１００の設計及び構造を簡略化する。
【0040】
図１～図４Ｃの例では、第１の表面１０２及び第２の表面１０４上のエッジ部分１１２によって受け取られるＲＦ電圧の位相は、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸の周りで回転対称性を有する。すなわち、エッジ部分１１２によって受け取られるＲＦ電圧の位相は、イオンガイド１００の断面対角線にわたって同じである。例えば、図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、第１の側２０６における第１の表面１０２上の第１のエッジ部分１１２－１及び第２の側２０８における第２の表面１０４上の第３のエッジ部分１１２－３は、同じ位相を有するＲＦ電圧を受け取るように構成され、第２の側２０８における第１の表面１０２上の第２のエッジ部分１１２－２及び第１の側２０６における第２の表面１０４上の第４のエッジ部分１１２－４は、同じ位相を有するが、第１のエッジ部分１１２－１及び第３のエッジ部分１１２－３によって受け取られるＲＦ電圧に対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように構成される。回転対称構成を使用することによって、同じ表面構成が、第１の表面１０２及び第２の表面１０４の両方に使用され得る。例えば、同一のＰＣＢが、第１の表面１０２及び第２の表面１０４の両方に使用されてもよく、したがって、低複雑性及び低コストでのイオンガイド１００の製造を容易にする。
【0041】
上述の例では、回転対称構成は、上述のようにＬ形状電極１０８を使用することによって達成される。しかしながら、回転対称構成は、他の電極形状を使用することによって達成されてもよい。次に、代替電極形状の例を、図７及び図８を参照して説明する。
【0042】
図７は、表面７００上の電極１０８の代替構成を示す。表面７００は、イオンガイド１００の第１の表面１０２及び／又は第２の表面１０４を実装し得る。図７において、各電極１０８は、電極１０８の各エッジ部分１１２がイオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って両方向に電極１０８の主要部分１１０を越えて延在するＴ形状を有する。したがって、各エッジ部分１１２は、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向に沿って、電極１０８の主要部分１１０よりも幅広である。いくつかの例では、エッジ部分１１２は、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って、両方の隣接する電極１０８の主要部分１１０の少なくとも一部を越えて延在する。イオンガイドは、対向する主要部分が同じ位相のＲＦ電圧を受け取り、対向するエッジ部分１１２が互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように、一方の表面７００をイオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸の周りで回転させて、２つの表面７００を互いに対向して位置付けることによって形成され得る。
【0043】
図８は、表面８００上の電極１０８の別の代替構成を示す。表面８００は、イオンガイド１００の第１の表面１０２及び／又は第２の表面１０４を実装し得る。図８において、各電極１０８は、電極１０８の各エッジ部分１１２が主要部分１１０からフレア状に広がり（例えば、三角形の形状を有し）、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って両方向に電極１０８の主要部分１１０を越えて延在するＹ形状を有する。したがって、各エッジ部分１１２は、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向に沿って、電極１０８の主要部分１１０よりも幅広である。いくつかの例では、エッジ部分１１２は、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って、両方の隣接する電極１０８の主要部分１１０の少なくとも一部を越えて延在する。イオンガイドは、対向する主要部分が同じ位相のＲＦ電圧を受け取り、対向するエッジ部分１１２が互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように、一方の表面８００をイオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸の周りで回転させて、２つの表面８００を互いに対向して位置付けることによって形成され得る。
【0044】
図９～図１１Ｂは、別の例示的なイオンガイド９００の様々な視図を示す。図９は、イオンガイド９００の斜視図を示す。図１０は、イオンガイド９００の平面図を示す。図１１Ａ及び図１１Ｂは、図１０においてそれぞれＸＩＡ及びＸＩＢとラベル付けされた一点鎖線に沿って取られたイオンガイド９００の断面図を示す。イオンガイド９００は、イオンガイド９００において、第１の表面１０２及び第２の表面１０４上のエッジ部分１１２によって受け取られるＲＦ電圧の位相がＸ鏡面対称性を有することを除いて、イオンガイド１００と同様である。すなわち、エッジ部分１１２によって受け取られるＲＦ電圧の位相は、イオンガイド１００にわたって水平方向に（Ｘ軸に沿って）同じである。この鏡面対称構成は、ここで説明されるように、主要部分１１０の両端にエッジ部分１１２を有する電極１０８（例えば、第１の電極１０８－１）のセットによって達成される。
【0045】
図９及び図１０に示されるように、第１の配列１１４は、第１の表面１０２上に交互に配列された第１の電極１０８－１及び第２の電極１０８－２を含む。図示のように、各第１の電極１０８－１は、第１の主要部分１１０－１の第１の端部（例えば、イオン閉じ込め空間１０６の第１の側２０６に対応する－Ｘ側の端部）に第１のエッジ部分１１２－１を含み、第１の主要部分１１０－１の第２の端部（例えば、イオン閉じ込め空間１０６の第２の側２０８に対応する＋Ｘ側の端部）に第２のエッジ部分１１２－２を含む。第１のエッジ部分１１２－１及び第２のエッジ部分１１２－２の両方は、第１の主要部分１１０－１よりも幅広であり、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って同じ方向（例えば、－Ｚ方向）に第１の主要部分１１０－１を越えて延在する。これにより、第１の電極１０８－１は各々、ダブルＬ形状（「ＬＬ形状」）を有する。第２の電極１０８－２は、第２の主要部分１１０－２を有するが、エッジ部分を有さない。いくつかの例では、第１の電極１０８－１の第１のエッジ部分１１２－１及び第２のエッジ部分１１２－２は、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って、隣接する第２の電極１０８－２の第２の主要部分１１０－２の全部又は一部を越えて延在する。例えば、図９及び図１０に示されるように、第２の電極１０８－２は、隣接する第１の電極１０８－１の第１のエッジ部分１１２－１と第２のエッジ部分１１２－２との間に位置付けられる。
【0046】
第２の配列１１６は、第２の表面１０４上に交互に配列された第３の電極１０８－３及び第４の電極１０８－４を含む。図示のように、第３の電極１０８－３は、第３の主要部分１１０－３を有するが、エッジ部分を有さない。各第４の電極１０８－４は、第４の主要部分１１０－４の第１の端部（例えば、イオン閉じ込め空間１０６の第１の側２０６に対応する－Ｘ側の端部）に第４のエッジ部分１１２－４を含み、第４の主要部分１１０－４の第２の端部（例えば、イオン閉じ込め空間１０６の第２の側２０８に対応する＋Ｘ側の端部）に第３のエッジ部分１１２－３を含む。第３のエッジ部分１１２－３及び第４のエッジ部分１１２－４の両方は、第４の主要部分１１０－４よりも幅広であり、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って同じ方向（例えば、－Ｚ方向）に第４の主要部分１１０－４を越えて延在する。これにより、第４の電極１０８－４は各々、第１の電極１０８－１と同様に、ダブルＬ形状（「ＬＬ形状」）を有する。いくつかの例では、第４の電極１０８－４の第３のエッジ部分１１２－３及び第４のエッジ部分１１２－４は、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って、隣接する第３の電極１０８－３の第３の主要部分１１０－３の全部又は一部を越えて延在する。例えば、図９及び図１０に示されるように、第３の電極１０８－３は、隣接する第４の電極１０８－４の第３のエッジ部分１１２－３と第４のエッジ部分１１２－４との間に位置付けられる。
【0047】
今説明した構成では、第１の電極１０８－１の第１のエッジ部分１１２－１は、イオン閉じ込め空間１０６の第１の側２０６に沿って互いに隣接して位置付けられ、第１の電極１０８－１の第２のエッジ部分１１２－２は、イオン閉じ込め空間１０６の第２の側２０８に沿って互いに隣接して位置付けられる。同様に、第４の電極１０８－４の第３のエッジ部分１１２－３は、イオン閉じ込め空間１０６の第２の側２０８に沿って互いに隣接して位置付けられ、第４の電極１０８－４の第４のエッジ部分１１２－４は、イオン閉じ込め空間１０６の第１の側２０６に沿って互いに隣接して位置付けられる。
【0048】
イオンガイド９００の電極１０８は、ＲＦ電圧を受け取り、表面閉じ込め電場及びエッジ閉じ込め電場を生成して、イオンをイオン閉じ込め空間１０６内に閉じ込めるように構成される。上述の構成では、第１の電極１０８－１及び第３の電極１０８－３は、同じ位相を有するＲＦ電圧を受け取るように構成され、第２の電極１０８－２及び第４の電極１０８－４は、同じ位相であるが、第１の電極１０８－１及び第３の電極１０８－３によって受け取られるＲＦ電圧に対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように構成されている。いくつかの例では、第１の電極１０８－１及び第３の電極１０８－３によって受け取られるＲＦ電圧は、第２の電極１０８－２及び第４の電極１０８－４によって受け取られるＲＦ電圧と１８０°位相がずれている。したがって、第１の配列１１４及び第２の配列１１６は、対向する主要部分１１０の対が、同じ位相を有するＲＦ電圧を受け取り、対向するエッジ部分１１２の対が、互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように、互いに対向して位置付けられ得る。
【0049】
例えば、図９及び図１１Ａに示されるように、ＬＬ形状の第１の電極１０８－１の第１の主要部分１１０－１が、ＬＬ形状の第３の電極１０８－３の第３の主要部分１１０－３に対向して位置付けられるように、第１の配列１１４は、Ｚ軸に沿って第２の配列１１６からオフセットされる。同様に、図９及び図１１Ｂに示されるように、ＬＬ形状の第２の電極１０８－２の第２の主要部分１１０－２は、ＬＬ形状の第４の電極１０８－４の第４の主要部分１１０－４に対向して位置付けられる。図９並びに図１１Ａ及び図１１Ｂに示されるように、イオン閉じ込め空間１０６の第１の側２０６において、第１の電極１０８－１の第１のエッジ部分１１２－１は、第４の電極１０８－４の第４のエッジ部分１１２－４に対向して位置付けられる。図９並びに図１１Ａ及び図１１Ｂに示されるように、イオン閉じ込め空間１０６の第２の側２０８において、第１の電極１０８－１の第２のエッジ部分１１２－２は、第４の電極１０８－４の第３のエッジ部分１１２－３に対向して位置付けられる。
【0050】
図９に示されるように、第１の配列１１４のＬＬ形状電極１０８（例えば、第１の電極１０８－１）のエッジ部分１１２は、第２の配列１１６のＬＬ形状電極１０８（例えば、第４の電極１０８－４）のエッジ部分１１２と同じ方向（例えば、－Ｚ方向）に延在する。代替構成では、第１の配列１１４のＬＬ形状電極１０８のエッジ部分１１２は、Ｚ軸に沿って、第２の配列１１６のＬ形状電極１０８のエッジ部分１１２（例えば、－Ｚ方向）とは反対の方向（例えば、＋Ｚ方向）に延在する。
【0051】
電極１０８がＲＦ電圧を受け取ると、電極１０８の主要部分１１０及びエッジ部分１１２は、閉じ込め電場を生成してイオン５０２をイオン閉じ込め空間１０６内に閉じ込める。例えば、電極１０８の対向する主要部分の対は、同じ位相を有するＲＦ電圧を受け取り、それによって、第１の表面閉じ込め電場５０４－１及び第２の表面閉じ込め電場５０４－２を生成する。イオン閉じ込め空間１０６の第１の側２０６において、対向する第１のエッジ部分１１２－１及び第４のエッジ部分１１２－４は、互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取り、それによって、第１のエッジ閉じ込め電場６０２－１を生成する。イオン閉じ込め空間１０６の第２の側２０８において、対向する第２のエッジ部分１１２－２及び第３のエッジ部分１１２－３は、互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取り、それによって、第２のエッジ閉じ込め電場６０２－２を生成する。
【0052】
図９～図１１Ｂの例では、第１の表面１０２及び第２の表面１０４上のエッジ部分１１２によって受け取られるＲＦ電圧の位相は、イオン閉じ込め空間１０６にわたって（例えば、ＹＺ平面にわたって）鏡面対称性を有する。すなわち、エッジ部分１１２によって受け取られるＲＦ電圧の位相は、イオンガイド１００にわたって水平方向に（Ｘ軸に沿って）同じである。例えば、図１１Ａ及び図１１Ｂに示されるように、第１の側２０６における第１の表面１０２上の第１のエッジ部分１１２－１及び第２の側２０８における第１の表面１０２上の第２のエッジ部分１１２－２は、同じ位相を有するＲＦ電圧を受け取るように構成され、第２の側２０８における第２の表面１０４上の第３のエッジ部分１１２－３及び第１の側２０６における第２の表面１０４上の第４のエッジ部分１１２－４は、同じ位相を有するが、第１のエッジ部分１１２－１及び第２のエッジ部分１１２－２によって受け取られるＲＦ電圧に対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように構成される。
【0053】
上述の例では、鏡面対称構成は、上述のように、ＬＬ形状電極１０８を使用することによって達成される。しかしながら、鏡面対称構成は、他の電極形状を使用することによって達成されてもよい。次に、代替電極形状の例を、図１２～図１４を参照して説明する。
【0054】
図１２は、表面１２００上の電極１０８の別の代替構成を示す。表面１２００は、イオンガイド９００の第１の表面１０２及び／又は第２の表面１０４を実装してもよい。図１２において、同じ電極１０８の第１のエッジ部分１１２－１及び第２のエッジ部分１１２－２は、Ｚ軸に沿って反対方向に延在する。図示のように、第１のエッジ部分１１２－１は－Ｚ方向に延在し、一方、第２のエッジ部分１１２－２は＋Ｚ方向に延在する。したがって、第１の電極１０８－１は各々、二重Ｌ形状（「ＬＬ形状」）を有するが、第２の電極１０８－２はエッジ部分を有さない。いくつかの例では、第１のエッジ部分１１２－１は、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って、隣接する（＋Ｚ方向において）第２の電極１０８－２の第２の主要部分１１０－２の少なくとも一部を越えて延在する。電極の第２のエッジ部分１１２－２は、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って、別の隣接する（－Ｚ方向において）第２の電極１０８－２の第２の主要部分１１０－２の少なくとも一部を越えて延在する。イオンガイドは、対向する主要部分が同じ位相のＲＦ電圧を受け取り、対向するエッジ部分１１２が互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って、１つの表面１２００がオフセットされた状態で２つの表面１２００を互いに対向して位置付けることによって形成され得る。
【0055】
図１３は、表面１３００上の電極１０８の別の代替構成を示す。表面１３００は、イオンガイド９００の第１の表面及び／又は第２の表面１０４を実装してもよい。図１３において、各第１の電極１０８－１は、第１の主要部分１１０－１の第１の端部（例えば、イオン閉じ込め空間１０６の第１の側２０６に対応する－Ｘ側の端部）に第１のエッジ部分１１２－１を含み、第１の主要部分１１０－１の第２の端部（例えば、イオン閉じ込め空間１０６の第２の側２０８に対応する＋Ｘ側の端部）に第２のエッジ部分１１２－２を含む。第１のエッジ部分１１２－１及び第２のエッジ部分１１２－２の両方は、Ｚ軸に沿って両方向（例えば、＋Ｚ方向及び－Ｚ方向）に主要部分１１０を越えて延在する。したがって、第１の電極１０８－１は各々、二重Ｔ形状（「ＴＴ形状」）を有し、一方、第２の電極１０８－２は、エッジ部分を有さない。第１のエッジ部分１１２－１及び第２のエッジ部分１１２－２は、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って、両方の隣接する第２の電極１０８－２の第２の主要部分１１０－２の少なくとも一部を越えて延在する。イオンガイドは、対向する主要部分が同じ位相のＲＦ電圧を受け取り、対向するエッジ部分１１２が互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って、１つの表面１３００がオフセットされた状態で２つの表面１３００を互いに対向して位置付けることによって形成され得る。
【0056】
図１４は、表面１４００上の電極１０８の別の代替構成を示す。表面１４００は、イオンガイド９００の第１の表面及び／又は第２の表面１０４を実装してもよい。図１４は、第１の電極１０８－１が二重Ｙ形状（「ＹＹ形状」）を有することを除いて、図１３と同様である。図１４において、第１の電極１０８－１は、第１の主要部分１１０－１の第１の端部（例えば、イオン閉じ込め空間１０６の第１の側２０６に対応する－Ｘ側の端部）に第１のエッジ部分１１２－１を含み、第１の主要部分１１０－１の第２の端部（例えば、イオン閉じ込め空間１０６の第２の側２０８に対応する＋Ｘ側の端部）に第２のエッジ部分１１２－２を含む。第１のエッジ部分１１２－１及び第２のエッジ部分１１２－２の両方は、第１の主要部分１１０－１から（例えば、三角形の形状で）フレア状に広がり、Ｚ軸に沿って両方向（例えば、＋Ｚ方向及び－Ｚ方向）に第１の主要部分１１０－１を越えて延在する。第２の電極１０８－２は、エッジ部分を有さない。第１のエッジ部分１１２－１及び第２のエッジ部分１１２－２は、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って、両方の隣接する第２の電極１０８－２の第２の主要部分１１０－２の少なくとも一部を越えて延在する。イオンガイドは、対向する主要部分が同じ位相のＲＦ電圧を受け取り、対向するエッジ部分１１２が互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って、１つの表面１４００がオフセットされた状態で２つの表面１４００を互いに対向して位置付けることによって形成され得る。
【0057】
本明細書で説明した装置に対して様々な修正を行うことができる。いくつかの例では、第１の配列１１４及び第２の配列１１６は、同じ位相のＲＦ電圧を受け取る電極１０８の主要部分１１０が互いに直接対向して位置付けられないように、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って互いにオフセットされる。例えば、対向する主要部分１１０は、互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取ることができる。したがって、第１の主要部分１１０－１は、第４の主要部分１１０－４に対向して位置付けられてもよく、第２の主要部分１１０－２は、第３の主要部分１１０－３に対向して位置付けられてもよい。他の構成では、第１の配列１１４及び第２の配列１１６は、第１の主要部分１１０－１及び第２の主要部分１１０－２が、隣接する第３の主要部分１１０－３と第４の主要部分１１０－４との間の間隙に部分的に又は全体的に対向して位置付けられるように、イオン閉じ込め空間１０６の長手方向軸に沿って互いからオフセットされる。同様に、第３の主要部分１１０－３及び第４の主要部分１１０－４は、隣接する第１の主要部分１１０－１と第２の主要部分１１０－２との間の間隙に部分的に又は全体的に対向して位置付けられる。電極１０８のエッジ部分１１２の形状のために、第１の配列１１４及び第２の配列１１６のオフセット構成は、対向するエッジ部分１１２によって受け取られるＲＦ電圧の位相又はエッジ閉じ込め電場を変更しない。
【0058】
いくつかの例では、第１の表面１０２上の第１の配列１１４は、第２の表面１０４上の第２の配列１１６とは異なる。例えば、第１の配列１１４は、図２に示される構成を有してもよく、第２の配列１１６は、図７又は図８に示される構成を有してもよい。別の例として、第１の配列１１４は、図１０及び図１２～図１４のいずれか１つに示される構成を有してもよく、第２の配列１１６は、図１０及び図１２～図１４のいずれか他に示される任意の構成を有してもよい。
【0059】
いくつかの実施形態では、第１の配列１１４及び／又は第２の配列１１６は、異なる電極形状の組み合わせを含む。例えば、第１の配列１１４及び／又は第２の配列１１６は、Ｌ形状電極１０８、Ｔ形状電極１０８、及びＹ形状電極１０８の任意の組み合わせを含んでもよい。別の例として、第１の配列１１４及び／又は第２の配列１１６は、ＬＬ形状電極１０８、ＴＴ形状電極１０８、及びＹＹ形状電極１０８の任意の組み合わせを含んでもよい。
【0060】
上述の例では、エッジ部分１１２は、長方形（Ｌ形状又はＴ形状電極）又は三角形（Ｙ形状電極）である。しかしながら、エッジ部分１１２は、特定の実装に適し得るような任意の他の形状（例えば、丸みを帯びた形状、楕円形状、不規則な形状など）を有し得る。
【0061】
上述の例では、エッジ部分１１２は、主要部分１１０と一体的に形成されている。他の実施形態では、エッジ部分１１２及び主要部分１１０は、別々に形成されるが、同じＲＦ電圧を受け取るように電気的に接続される（例えば、ビア、トレース、ワイヤ、リレー等によって）。
【0062】
上述の例では、電極１０８は、線形（直線）イオン経路を形成するように配列される。他の実施形態では、電極１０８は、非線形イオン経路を形成するように配列される。例えば、イオン経路は、１つ以上の屈曲部、転回部、湾曲部、及び／又は角度を含んでもよい。更に、本明細書で説明されるイオンガイドは、複数のイオン経路及び他のイオン経路との１つ以上の接合部又は交差部を含んでもよい。
【0063】
図１５は、イオンを誘導する例示的な方法１５００のフロー図を示す。図１５は、一実施形態による例示的な動作を示すが、他の実施形態は、図１５に示される方法１５００の１つ以上の動作を省略、追加、再順序付け、及び／又は修正することができる。図１５に示される方法１５００の各動作は、本明細書で説明される任意の様態で実行され得る。
【0064】
動作１５０２において、ＲＦ電圧が、本明細書に説明されるように構成されたイオンガイド（例えば、イオンガイド１００又はイオンガイド９００）内に含まれる電極に印加される。例えば、イオンガイドは、第１の表面と、第１の表面に対向して位置付けられた第２の表面と、第１の表面上の第１の電極の配列及び第２の表面上の第２の電極の配列を含む複数の電極とを含み、第１の電極の配列及び第２の電極の配列は、互いに対向して位置付けられ、それらの間にイオン閉じ込め空間を画定する。複数の電極は、本明細書に説明されるように構成される。例えば、複数の電極に含まれる電極は、主要部分と、主要部分よりも幅広であるエッジ部分とを有する。
【0065】
動作１５０４において、イオンがイオンガイドに導入される。複数の電極がＲＦ電圧を受け取ると、複数の電極は、イオンガイドの長手方向軸（例えば、Ｚ軸）に垂直な第１の軸（例えば、Ｙ軸）に沿って、かつ第２の軸（例えば、Ｘ軸）に沿ってイオン閉じ込め空間内にイオンの極性非依存閉じ込めを提供する、表面閉じ込め電場及びエッジ閉じ込め電場を生成する。
【0066】
図１６は、イオンガイド（例えば、イオンガイド１００又はイオンガイド９００）を作製する例示的な方法１６００のフロー図を示す。図１６は、一実施形態による例示的な動作を示すが、他の実施形態は、図１６に示される方法１６００の１つ以上の動作を省略、追加、再順序付け、及び／又は修正することができる。図１６に示される方法１６００の各動作は、本明細書で説明される任意の様態で実行され得る。
【0067】
動作１６０２において、第１の複数の電極は、第１の表面（例えば、第１の表面１０２）上に第１の配列（例えば、第１の配列１１４）で第１の軸（例えば、Ｚ軸）に沿って配列される。複数の電極は、本明細書に説明されるように配列される。第１の複数の電極に含まれる電極は、主要部分と、第１の軸に沿って主要部分よりも幅広であるエッジ部分とを含む。いくつかの例では、電極は、Ｌ形状、Ｔ形状、Ｙ形状、ＬＬ形状、ＴＴ形状、又はＹＹ形状を有する。
【0068】
動作１６０４において、第２の複数の電極は、第２の表面（例えば、第２の表面１０４）上に第２の配列（例えば、第２の配列１１６）で第２の軸（例えば、Ｚ軸）に沿って配列される。第２の複数の電極は、本明細書に説明されるように配列される。第２の複数の電極に含まれる電極は、主要部分と、第２の軸に沿って主要部分よりも幅広であるエッジ部分とを含む。いくつかの例では、電極は、Ｌ形状、Ｔ形状、Ｙ形状、ＬＬ形状、ＴＴ形状、又はＹＹ形状を有する。
【0069】
動作１６０６において、第１の電極の配列及び第２の電極の配列がそれらの間にイオン閉じ込め空間を画定するように、第１の表面が第２の表面に対向して位置付けられる。第１の軸及び第２の軸は、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って延在する。
【0070】
一方、前述の説明において、様々な例示的な実施形態が添付の図面を参照して説明されてきたことが、当業者によって認識されるであろう。しかしながら、以下の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更がそれに対して行われてもよく、追加の実施形態が実装されてもよいことは明らかであろう。例えば、本明細書に記載される一実施形態の特定の特徴は、本明細書に記載される別の実施形態の特徴と組み合わされてもよく、又はそれらの特徴と置換されてもよい。したがって、本明細書及び図面は、限定的な意味ではなく、例示的な意味で考慮されるべきである。
【0071】
本開示の利点及び特徴は、以下の実施例によって更に説明することができる。
実施例１．イオンガイドであって、間に間隙を有して互いに面する第１の表面及び第２の表面と、第１の表面上の第１の電極の配列及び第２の表面上の第２の電極の配列を含む複数の電極であって、第１の電極の配列及び第２の電極の配列が、互いに対向して位置付けられ、間隙内にイオン閉じ込め空間を画定する、複数の電極と、を備え、第１の電極の配列が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第１の表面上に配列された第１の電極及び第２の電極を備え、各第１の電極が、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第１の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第１の側にある第１のエッジ部分であって、第１のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第１の主要部分よりも幅広である、第１のエッジ部分と、を備え、第２の電極の配列が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第２の表面上に配列された第３の電極及び第４の電極を備え、各第４の電極が、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第４の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第１の側にある第４のエッジ部分であって、第４のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第４の主要部分よりも幅広である、第４のエッジ部分と、を備え、第１の電極の第１のエッジ部分が、第４の電極の第４のエッジ部分に対向して位置付けられ、第１の電極及び第３の電極が、第１のＲＦ電圧を受け取るように構成され、第２の電極及び第４の電極が、第１のＲＦ電圧に対して位相シフトされている第２のＲＦ電圧を受け取るように構成されている、イオンガイド。
実施例２．第１の電極及び第２の電極が、Ｌ形状、Ｔ形状、又はＹ形状を有する、実施例１に記載のイオンガイド。
実施例３．各第３の電極が、第３の主要部分を備え、第１の電極の第１の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分に対向して位置付けられている、実施例１に記載のイオンガイド。
実施例４．第１の電極の第１の主要部分が、第４の電極の第４の主要部分に対向して位置付けられている、実施例１に記載のイオンガイド。
実施例５．各第２の電極が、第２の主要部分を備え、各第３の電極が、第３の主要部分を備え、第１の電極の第１の主要部分及び第２の電極の第２の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分と第４の電極の第４の主要部分との間の間隙に対向して位置付けられている、実施例１に記載のイオンガイド。
実施例６．各第２の電極が、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第２の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第２の側にある第２のエッジ部分であって、第２のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第２の主要部分よりも幅広である、第２のエッジ部分と、を備え、各第３の電極が、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第３の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第２の側にある第３のエッジ部分であって、第３のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第３の主要部分よりも幅広である、第３のエッジ部分と、を備え、第２の電極の第２のエッジ部分が、第３の電極の第３のエッジ部分に対向して位置付けられている、実施例１に記載のイオンガイド。
実施例７．第２の電極及び第３の電極が、Ｌ形状、Ｔ形状、又はＹ形状を有する、実施例６に記載のイオンガイド。
実施例８．第２の電極の第２の主要部分が、第４の電極の第４の主要部分に対向して位置付けられている、実施例６に記載のイオンガイド。
実施例９．第２の電極の第２の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分に対向して位置付けられている、実施例６に記載のイオンガイド。
実施例１０．第１の電極の第１の主要部分及び第２の電極の第２の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分と第４の電極の第４の主要部分との間の間隙に対向して位置付けられている、実施例６に記載のイオンガイド。
実施例１１．各第１の電極が、イオン閉じ込め空間の第２の側に第２のエッジ部分を更に備え、第２のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第１の主要部分よりも幅広であり、各第４の電極が、イオン閉じ込め空間の第２の側に第３のエッジ部分を更に備え、第３のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第４の主要部分よりも幅広であり、第１の電極の第２のエッジ部分が、第４の電極の第３のエッジ部分に対向して位置付けられている、実施例１に記載のイオンガイド。
実施例１２．第１の電極及び第４の電極が、ＬＬ形状、ＴＴ形状、又はＹＹ形状を有する、実施例１１に記載のイオンガイド。
実施例１３．第１のエッジ部分及び第２のエッジ部分が、イオン封じ込め空間の長手方向軸に沿って反対方向に延在する、実施例１１に記載のイオンガイド。
実施例１４．各第２の電極が、第２の主要部分を備え、各第３の電極が、第３の主要部分を備え、第１の電極の第１の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分に対向して位置付けられ、第２の電極の第２の主要部分が、第４の電極の第４の主要部分に対向して位置付けられている、実施例１１に記載のイオンガイド。
実施例１５．各第２の電極が、第２の主要部分を備え、各第３の電極が、第３の主要部分を備え、第１の電極の第１の主要部分が、第４の電極の第４の主要部分に対向して位置付けられ、第２の電極の第２の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分に対向して位置付けられている、実施例１１に記載のイオンガイド。
実施例１６．各第２の電極が、第２の主要部分を備え、各第３の電極が、第３の主要部分を備え、第１の電極の第１の主要部分及び第２の電極の第２の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分と第４の電極の第４の主要部分との間の間隙に対向して位置付けられている、実施例１１に記載のイオンガイド。
実施例１７．第１の電極の第１のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、隣接する第２の電極の第２の主要部分の全部又は一部に延在する、実施例１１に記載のイオンガイド。
実施例１８．第４の電極の第４のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、隣接する第３の電極の第３の主要部分の全部又は一部を越えて延在する、実施例１７に記載のイオンガイド。
実施例１９．第１の表面及び第２の表面のうちの一方又は両方が、プリント回路基板（ＰＣＢ）を備える、実施例１に記載のイオンガイド。
実施例２０．イオンを誘導する方法であって、イオンガイドにイオンを導入することであって、イオンガイドが、間に間隙を有して互いに面する第１の表面及び第２の表面と、第１の表面上の第１の電極の配列及び第２の表面上の第２の電極の配列を含む複数の電極であって、第１の電極の配列及び第２の電極の配列が、互いに対向して位置付けられ、間隙内にイオン閉じ込め空間を画定する、複数の電極と、を備え、第１の電極の配列が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第１の表面上に配列された第１の電極及び第２の電極を備え、各第１の電極が、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第１の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第１の側にある第１のエッジ部分であって、第１のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第１の主要部分よりも幅広である、第１のエッジ部分と、を備え、第２の電極の配列が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第２の表面上に交互に配列された第３の電極及び第４の電極を備え、各第４の電極が、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第４の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第１の側にある第４のエッジ部分であって、第４のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第４の主要部分よりも幅広である、第４のエッジ部分と、を備え、第１の電極の第１のエッジ部分が、第４の電極の第４のエッジ部分に対向して位置付けられている、導入することと、ＲＦ電圧を複数の電極に印加することと、を含み、第１の電極及び第３の電極が、第１のＲＦ電圧を受け取り、第２の電極及び第４の電極が、第１のＲＦ電圧に対して位相シフトされている第２のＲＦ電圧を受け取る、方法。
実施例２１．イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿ってイオンを駆動すること、を更に含む、実施例２０に記載の方法。
実施例２２．イオンをイオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って駆動することが、キャリアガスをイオン閉じ込め空間に通過させることを含む、実施例２１に記載の方法。
実施例２３．イオンをイオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って駆動することが、ＤＣ電圧を複数の電極に印加して、ＤＣ勾配場又はＤＣ進行波を生成することを含む、実施例２１に記載の方法。
実施例２４．ＲＦ電圧が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿ってイオンを駆動するように構成されている、実施例２１に記載の方法。
実施例２５．イオン閉じ込め空間内にイオンをトラップすること、を更に含む、実施例２０に記載の方法。
実施例２６．イオンガイドであって、間に間隙を有して互いに面する第１の表面及び第２の表面と、第１の表面上の第１の電極の配列及び第２の表面上の第２の電極の配列を含む複数の電極であって、第１の電極の配列及び第２の電極の配列が、互いに対向して位置付けられ、間隙内にイオン閉じ込め空間を画定する、複数の電極と、を備え、第１の電極の配列が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第１の表面上に交互に配列された第１の電極及び第２の電極を備え、第２の電極の配列が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第２の表面上に交互に配列された第３の電極及び第４の電極を備え、第１の電極及び第３の電極が、同じ位相のＲＦ電圧を受け取るように構成され、第２の電極及び第４の電極が、同じ位相を有し、第１の電極及び第３の電極によって受け取られるＲＦ電圧に対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように構成され、第１の電極及び第３の電極の主要部分と、第２の電極及び第４の電極の主要部分とが、イオン閉じ込め空間内のイオンの第１の表面及び第２の表面に向かう移動を抑制する表面閉じ込め電場を生成するように構成され、第１の電極及び第４の電極の対向するエッジ部分が、互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取り、イオン閉じ込め空間内のイオンのイオン封じ込め空間の第１の側に向かう移動を抑制する第１のエッジ閉じ込め電場を生成するように構成されている、イオンガイド。
実施例２７．第２の電極及び第３の電極の対向するエッジ部分が、互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取り、イオン閉じ込め空間内でイオン閉じ込め空間の第２の側に向かうイオンの移動を抑制する第２のエッジ閉じ込め電場を生成するように構成されている、実施例２６に記載のイオンガイド。
実施例２８．第１の電極及び第４の電極の追加の対向するエッジ部分が、イオン閉じ込め空間内のイオンのイオン閉じ込め空間の第２の側に向かう移動を抑制する第２のエッジ閉じ込め電場を生成する、実施例２６に記載のイオンガイド。
実施例２９．各第１の電極が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、隣接する第２の電極まで延在し、各第４の電極が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、隣接する第３の電極まで延在する、実施例２６に記載のイオンガイド。
実施例３０．第１の電極及び第４の電極が、Ｌ形状、Ｔ形状、又はＹ形状を有する、実施例２６に記載のイオンガイド。
実施例３１．第１の電極及び第４の電極が、ＬＬ形状、ＴＴ形状、又はＹＹ形状を有する、実施例２６に記載のイオンガイド。
実施例３２．イオンガイドであって、間に間隙を有して互いに面する第１の表面及び第２の表面と、第１の表面上の第１の電極の配列及び第２の表面上の第２の電極の配列を含む複数の電極と、第１の電極の配列と第２の電極の配列との間の間隙内のイオン閉じ込め空間と、を備え、第１の電極の配列が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第１の表面上に配列された第１の電極及び第２の電極を備え、第２の電極の配列が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第２の表面上に配列された第３の電極及び第４の電極を備え、第１の電極の第１の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分又は第４の電極の第４の主要部分に対向して位置付けられ、第２の電極の第２の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分又は第４の電極の第４の主要部分の他方に対向して位置付けられ、第１の電極の第１のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の第１の側で第４の電極の第４のエッジ部分に対向して位置付けられ、第１の電極及び第３の電極が、ＲＦ電圧を受け取るように構成され、第２の電極及び第４の電極が、第１の電極及び第３の電極によって受け取られるＲＦ電圧に対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように構成されている、イオンガイド。
実施例３３．第２の電極の第２のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の第２の側において、第３の電極の第３のエッジ部分に対向して位置付けられる、実施例３２に記載のイオンガイド。
実施例３４．第１の電極の第２のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の第２の側において、第４の電極の第３のエッジ部分に対向して位置付けられる、実施例３２に記載のイオンガイド。
実施例３５．イオンガイドを作製する方法であって、第１の表面上に第１の電極の配列で第１の電極及び第２の電極を配列することと、第２の表面上に第２の電極の配列で第３の電極及び第４の電極を配列することと、第１の電極の配列及び第２の電極の配列が間隙内にイオン閉じ込め空間を画定するように、間に間隙を有して第２の表面に面して第１の表面を位置付けることと、含み、第１の電極の第１の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分又は第４の電極の第４の主要部分に対向して位置付けられるように、第１の電極の配列及び第２の電極の配列が位置付けられ、第２の電極の第２の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分又は第４の電極の第４の主要部分の他方に対向して位置付けられ、第１の電極の第１のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の第１側において第４の電極の第４のエッジ部分に対向して位置付けられ、第１の電極及び第３の電極を、ＲＦ電圧を受け取るように構成された第１の回路に接続することと、第２の電極及び第４の電極を、第１の回路によって受け取られたＲＦ電圧に対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように構成された第２の回路に接続することと、を含む、イオンガイドを作製する方法。
実施例３６．第１の電極の配列及び第２の電極の配列は、第２の電極の第２のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の第２の側で第３の電極の第３のエッジ部分に対向して位置付けられるように更に位置付けられる、実施例３５に記載の方法。
実施例３７．第１の電極の配列及び第２の電極の配列は、第１の電極の第２のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の第２の側で第４の電極の第３のエッジ部分に対向して位置付けられるように更に位置付けられる、実施例３５に記載の方法。
実施例３８．イオンガイドであって、対向する表面上に配列され、対向する表面間の間隙内にイオン閉じ込め空間を画定する複数の電極を備え、複数の電極の各電極が、細長い主要部分及び主要部分の端部にあるエッジ部分を備え、エッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、主要部分よりも幅広であり、複数の電極が、ＲＦ電圧を受け取るように構成され、複数の電極は、対向するエッジ部分が互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように配列されている、イオンガイド。
実施例３９．複数の電極は、対向する主要部分が同じ位相のＲＦ電圧を受け取るように配列されている、実施例３８に記載のイオンガイド。
実施例４０．複数の電極は、対向する主要部分が同じ位相のＲＦ電圧を受け取らないように配列されている、実施例３８に記載のイオンガイド。
実施例１．イオンガイドであって、間に間隙を有して互いに面する第１の表面及び第２の表面と、第１の表面上の第１の電極の配列及び第２の表面上の第２の電極の配列を含む複数の電極であって、第１の電極の配列及び第２の電極の配列が、互いに対向して位置付けられ、間隙内にイオン閉じ込め空間を画定する、複数の電極と、を備え、第１の電極の配列が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第１の表面上に配列された第１の電極及び第２の電極を備え、各第１の電極が、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第１の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第１の側にある第１のエッジ部分であって、第１のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第１の主要部分よりも幅広である、第１のエッジ部分と、を備え、第２の電極の配列が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第２の表面上に配列された第３の電極及び第４の電極を備え、各第４の電極が、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第４の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第１の側にある第４のエッジ部分であって、第４のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第４の主要部分よりも幅広である、第４のエッジ部分と、を備え、第１の電極の第１のエッジ部分が、第４の電極の第４のエッジ部分に対向して位置付けられ、第１の電極及び第３の電極が、第１のＲＦ電圧を受け取るように構成され、第２の電極及び第４の電極が、第１のＲＦ電圧に対して位相シフトされている第２のＲＦ電圧を受け取るように構成されている、イオンガイド。
実施例２．第１の電極及び第２の電極が、Ｌ形状、Ｔ形状、又はＹ形状を有する、実施例１に記載のイオンガイド。
実施例３．各第３の電極が、第３の主要部分を備え、第１の電極の第１の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分に対向して位置付けられている、実施例１に記載のイオンガイド。
実施例４．第１の電極の第１の主要部分が、第４の電極の第４の主要部分に対向して位置付けられている、実施例１に記載のイオンガイド。
実施例５．各第２の電極が、第２の主要部分を備え、各第３の電極が、第３の主要部分を備え、第１の電極の第１の主要部分及び第２の電極の第２の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分と第４の電極の第４の主要部分との間の間隙に対向して位置付けられている、実施例１に記載のイオンガイド。
実施例６．各第２の電極が、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第２の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第２の側にある第２のエッジ部分であって、第２のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第２の主要部分よりも幅広である、第２のエッジ部分と、を備え、各第３の電極が、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第３の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第２の側にある第３のエッジ部分であって、第３のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第３の主要部分よりも幅広である、第３のエッジ部分と、を備え、第２の電極の第２のエッジ部分が、第３の電極の第３のエッジ部分に対向して位置付けられている、実施例１に記載のイオンガイド。
実施例７．第２の電極及び第３の電極が、Ｌ形状、Ｔ形状、又はＹ形状を有する、実施例６に記載のイオンガイド。
実施例８．第２の電極の第２の主要部分が、第４の電極の第４の主要部分に対向して位置付けられている、実施例６に記載のイオンガイド。
実施例９．第２の電極の第２の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分に対向して位置付けられている、実施例６に記載のイオンガイド。
実施例１０．第１の電極の第１の主要部分及び第２の電極の第２の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分と第４の電極の第４の主要部分との間の間隙に対向して位置付けられている、実施例６に記載のイオンガイド。
実施例１１．各第１の電極が、イオン閉じ込め空間の第２の側に第２のエッジ部分を更に備え、第２のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第１の主要部分よりも幅広であり、各第４の電極が、イオン閉じ込め空間の第２の側に第３のエッジ部分を更に備え、第３のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第４の主要部分よりも幅広であり、第１の電極の第２のエッジ部分が、第４の電極の第３のエッジ部分に対向して位置付けられている、実施例１に記載のイオンガイド。
実施例１２．第１の電極及び第４の電極が、ＬＬ形状、ＴＴ形状、又はＹＹ形状を有する、実施例１１に記載のイオンガイド。
実施例１３．第１のエッジ部分及び第２のエッジ部分が、イオン封じ込め空間の長手方向軸に沿って反対方向に延在する、実施例１１に記載のイオンガイド。
実施例１４．各第２の電極が、第２の主要部分を備え、各第３の電極が、第３の主要部分を備え、第１の電極の第１の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分に対向して位置付けられ、第２の電極の第２の主要部分が、第４の電極の第４の主要部分に対向して位置付けられている、実施例１１に記載のイオンガイド。
実施例１５．各第２の電極が、第２の主要部分を備え、各第３の電極が、第３の主要部分を備え、第１の電極の第１の主要部分が、第４の電極の第４の主要部分に対向して位置付けられ、第２の電極の第２の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分に対向して位置付けられている、実施例１１に記載のイオンガイド。
実施例１６．各第２の電極が、第２の主要部分を備え、各第３の電極が、第３の主要部分を備え、第１の電極の第１の主要部分及び第２の電極の第２の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分と第４の電極の第４の主要部分との間の間隙に対向して位置付けられている、実施例１１に記載のイオンガイド。
実施例１７．第１の電極の第１のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、隣接する第２の電極の第２の主要部分の全部又は一部に延在する、実施例１１に記載のイオンガイド。
実施例１８．第４の電極の第４のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、隣接する第３の電極の第３の主要部分の全部又は一部を越えて延在する、実施例１７に記載のイオンガイド。
実施例１９．第１の表面及び第２の表面のうちの一方又は両方が、プリント回路基板（ＰＣＢ）を備える、実施例１に記載のイオンガイド。
実施例２０．イオンを誘導する方法であって、イオンガイドにイオンを導入することであって、イオンガイドが、間に間隙を有して互いに面する第１の表面及び第２の表面と、第１の表面上の第１の電極の配列及び第２の表面上の第２の電極の配列を含む複数の電極であって、第１の電極の配列及び第２の電極の配列が、互いに対向して位置付けられ、間隙内にイオン閉じ込め空間を画定する、複数の電極と、を備え、第１の電極の配列が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第１の表面上に配列された第１の電極及び第２の電極を備え、各第１の電極が、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第１の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第１の側にある第１のエッジ部分であって、第１のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第１の主要部分よりも幅広である、第１のエッジ部分と、を備え、第２の電極の配列が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第２の表面上に交互に配列された第３の電極及び第４の電極を備え、各第４の電極が、イオン閉じ込め空間の第１の側からイオン閉じ込め空間の第２の側まで延在する第４の主要部分と、イオン閉じ込め空間の第１の側にある第４のエッジ部分であって、第４のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、第４の主要部分よりも幅広である、第４のエッジ部分と、を備え、第１の電極の第１のエッジ部分が、第４の電極の第４のエッジ部分に対向して位置付けられている、導入することと、ＲＦ電圧を複数の電極に印加することと、を含み、第１の電極及び第３の電極が、第１のＲＦ電圧を受け取り、第２の電極及び第４の電極が、第１のＲＦ電圧に対して位相シフトされている第２のＲＦ電圧を受け取る、方法。
実施例２１．イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿ってイオンを駆動すること、を更に含む、実施例２０に記載の方法。
実施例２２．イオンをイオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って駆動することが、キャリアガスをイオン閉じ込め空間に通過させることを含む、実施例２１に記載の方法。
実施例２３．イオンをイオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って駆動することが、ＤＣ電圧を複数の電極に印加して、ＤＣ勾配場又はＤＣ進行波を生成することを含む、実施例２１に記載の方法。
実施例２４．ＲＦ電圧が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿ってイオンを駆動するように構成されている、実施例２１に記載の方法。
実施例２５．イオン閉じ込め空間内にイオンをトラップすること、を更に含む、実施例２０に記載の方法。
実施例２６．イオンガイドであって、間に間隙を有して互いに面する第１の表面及び第２の表面と、第１の表面上の第１の電極の配列及び第２の表面上の第２の電極の配列を含む複数の電極であって、第１の電極の配列及び第２の電極の配列が、互いに対向して位置付けられ、間隙内にイオン閉じ込め空間を画定する、複数の電極と、を備え、第１の電極の配列が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第１の表面上に交互に配列された第１の電極及び第２の電極を備え、第２の電極の配列が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第２の表面上に交互に配列された第３の電極及び第４の電極を備え、第１の電極及び第３の電極が、同じ位相のＲＦ電圧を受け取るように構成され、第２の電極及び第４の電極が、同じ位相を有し、第１の電極及び第３の電極によって受け取られるＲＦ電圧に対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように構成され、第１の電極及び第３の電極の主要部分と、第２の電極及び第４の電極の主要部分とが、イオン閉じ込め空間内のイオンの第１の表面及び第２の表面に向かう移動を抑制する表面閉じ込め電場を生成するように構成され、第１の電極及び第４の電極の対向するエッジ部分が、互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取り、イオン閉じ込め空間内のイオンのイオン封じ込め空間の第１の側に向かう移動を抑制する第１のエッジ閉じ込め電場を生成するように構成されている、イオンガイド。
実施例２７．第２の電極及び第３の電極の対向するエッジ部分が、互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取り、イオン閉じ込め空間内でイオン閉じ込め空間の第２の側に向かうイオンの移動を抑制する第２のエッジ閉じ込め電場を生成するように構成されている、実施例２６に記載のイオンガイド。
実施例２８．第１の電極及び第４の電極の追加の対向するエッジ部分が、イオン閉じ込め空間内のイオンのイオン閉じ込め空間の第２の側に向かう移動を抑制する第２のエッジ閉じ込め電場を生成する、実施例２６に記載のイオンガイド。
実施例２９．各第１の電極が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、隣接する第２の電極まで延在し、各第４の電極が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、隣接する第３の電極まで延在する、実施例２６に記載のイオンガイド。
実施例３０．第１の電極及び第４の電極が、Ｌ形状、Ｔ形状、又はＹ形状を有する、実施例２６に記載のイオンガイド。
実施例３１．第１の電極及び第４の電極が、ＬＬ形状、ＴＴ形状、又はＹＹ形状を有する、実施例２６に記載のイオンガイド。
実施例３２．イオンガイドであって、間に間隙を有して互いに面する第１の表面及び第２の表面と、第１の表面上の第１の電極の配列及び第２の表面上の第２の電極の配列を含む複数の電極と、第１の電極の配列と第２の電極の配列との間の間隙内のイオン閉じ込め空間と、を備え、第１の電極の配列が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第１の表面上に配列された第１の電極及び第２の電極を備え、第２の電極の配列が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って第２の表面上に配列された第３の電極及び第４の電極を備え、第１の電極の第１の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分又は第４の電極の第４の主要部分に対向して位置付けられ、第２の電極の第２の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分又は第４の電極の第４の主要部分の他方に対向して位置付けられ、第１の電極の第１のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の第１の側で第４の電極の第４のエッジ部分に対向して位置付けられ、第１の電極及び第３の電極が、ＲＦ電圧を受け取るように構成され、第２の電極及び第４の電極が、第１の電極及び第３の電極によって受け取られるＲＦ電圧に対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように構成されている、イオンガイド。
実施例３３．第２の電極の第２のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の第２の側において、第３の電極の第３のエッジ部分に対向して位置付けられる、実施例３２に記載のイオンガイド。
実施例３４．第１の電極の第２のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の第２の側において、第４の電極の第３のエッジ部分に対向して位置付けられる、実施例３２に記載のイオンガイド。
実施例３５．イオンガイドを作製する方法であって、第１の表面上に第１の電極の配列で第１の電極及び第２の電極を配列することと、第２の表面上に第２の電極の配列で第３の電極及び第４の電極を配列することと、第１の電極の配列及び第２の電極の配列が間隙内にイオン閉じ込め空間を画定するように、間に間隙を有して第２の表面に面して第１の表面を位置付けることと、含み、第１の電極の第１の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分又は第４の電極の第４の主要部分に対向して位置付けられるように、第１の電極の配列及び第２の電極の配列が位置付けられ、第２の電極の第２の主要部分が、第３の電極の第３の主要部分又は第４の電極の第４の主要部分の他方に対向して位置付けられ、第１の電極の第１のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の第１側において第４の電極の第４のエッジ部分に対向して位置付けられ、第１の電極及び第３の電極を、ＲＦ電圧を受け取るように構成された第１の回路に接続することと、第２の電極及び第４の電極を、第１の回路によって受け取られたＲＦ電圧に対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように構成された第２の回路に接続することと、を含む、イオンガイドを作製する方法。
実施例３６．第１の電極の配列及び第２の電極の配列は、第２の電極の第２のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の第２の側で第３の電極の第３のエッジ部分に対向して位置付けられるように更に位置付けられる、実施例３５に記載の方法。
実施例３７．第１の電極の配列及び第２の電極の配列は、第１の電極の第２のエッジ部分が、イオン閉じ込め空間の第２の側で第４の電極の第３のエッジ部分に対向して位置付けられるように更に位置付けられる、実施例３５に記載の方法。
実施例３８．イオンガイドであって、対向する表面上に配列され、対向する表面間の間隙内にイオン閉じ込め空間を画定する複数の電極を備え、複数の電極の各電極が、細長い主要部分及び主要部分の端部にあるエッジ部分を備え、エッジ部分が、イオン閉じ込め空間の長手方向軸に沿って、主要部分よりも幅広であり、複数の電極が、ＲＦ電圧を受け取るように構成され、複数の電極は、対向するエッジ部分が互いに対して位相シフトされているＲＦ電圧を受け取るように配列されている、イオンガイド。
実施例３９．複数の電極は、対向する主要部分が同じ位相のＲＦ電圧を受け取るように配列されている、実施例３８に記載のイオンガイド。
実施例４０．複数の電極は、対向する主要部分が同じ位相のＲＦ電圧を受け取らないように配列されている、実施例３８に記載のイオンガイド。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【外国語明細書】