Technoleg hidlo magnetig

Theori sylfaenol dyfais hidlo magnetig
Mae mecanwaith hidlo'r ddyfais hidlo magnetig ar gyfer gronynnau mawr yn y trawst plasma fel a ganlyn:
Gan ddefnyddio'r gwahaniaeth rhwng plasma a gronynnau mawr mewn gwefr a chymhareb gwefr-i-màs, mae “rhwystr” (naill ai baffl neu wal tiwb crwm) wedi'i osod rhwng y swbstrad a'r wyneb catod, sy'n rhwystro unrhyw ronynnau rhag symud mewn a llinell syth rhwng y catod a'r swbstrad, tra gall yr ïonau gael eu gwyro gan y maes magnetig a mynd trwy'r "rhwystr" i'r swbstrad.

Egwyddor weithredol dyfais hidlo magnetig

Yn y maes magnetig, mae Pe<

Pe a Pi yw'r radiysau Larmor o electronau ac ïonau yn y drefn honno, ac a yw diamedr mewnol yr hidlydd magnetig.Mae'r electronau yn y plasma yn cael eu heffeithio gan rym Lorentz ac yn troelli ar hyd y maes magnetig yn echelinol, tra bod y maes magnetig yn cael llai o effaith ar glystyru'r ïonau oherwydd y gwahaniaeth rhwng yr ïonau a'r electronau yn y radiws Larmor.Fodd bynnag, pan fydd y symudiad electron ar hyd echelin y ddyfais hidlo magnetig, bydd yn denu ïonau ar hyd yr echelin ar gyfer y cynnig cylchdro oherwydd ei ffocws a'r maes trydan negyddol cryf, ac mae'r cyflymder electron yn fwy na'r ïon, felly mae'r electron tynnwch yr ïon ymlaen yn gyson, tra bod y plasma bob amser yn parhau i fod yn lled-drydanol niwtral.Mae'r gronynnau mawr yn niwtral yn drydanol neu'n cael eu gwefru ychydig yn negyddol, ac mae'r ansawdd yn llawer mwy na'r ïonau a'r electronau, yn y bôn nid yw'r maes magnetig a'r symudiad llinellol ar hyd yr inertia yn effeithio arnynt, a byddant yn cael eu hidlo allan ar ôl gwrthdrawiad â wal fewnol y dyfais.
O dan swyddogaeth gyfunol crymedd maes magnetig plygu a drifft graddiant a gwrthdrawiadau ïon-electron, gellir gwyro'r plasma yn y ddyfais hidlo magnetig.Yn Y modelau damcaniaethol cyffredin a ddefnyddir heddiw yw model fflwcs Morozov a model rotor anhyblyg Davidson, sydd â'r nodwedd gyffredin ganlynol: mae maes magnetig sy'n gwneud i'r electronau symud mewn modd hollol helical.
Dylai cryfder y maes magnetig sy'n arwain mudiant echelinol y plasma yn y ddyfais hidlo magnetig fod fel a ganlyn:

Mi, Vo, a Z yw'r màs ïon, y cyflymder cludo, a nifer y gwefrau a gludir yn y drefn honno.a yw diamedr mewnol yr hidlydd magnetig, ac e yw'r wefr electron.
Dylid nodi na all rhai ïonau egni uwch gael eu rhwymo'n llawn gan y pelydr electron.Gallant gyrraedd wal fewnol yr hidlydd magnetig, gan wneud y wal fewnol ar botensial positif, sydd yn ei dro yn atal yr ïonau rhag parhau i gyrraedd y wal fewnol ac yn lleihau colli plasma.
Yn ôl y ffenomen hon, gellir gosod pwysau gogwydd cadarnhaol priodol ar wal y ddyfais hidlo magnetig i atal gwrthdrawiad ïonau i wella effeithlonrwydd trafnidiaeth ïon targed.

Dosbarthiad dyfais hidlo magnetig
(1) Strwythur llinellol.Mae'r maes magnetig yn gweithredu fel canllaw ar gyfer llif y trawst ïon, gan leihau maint y fan a'r lle catod a chyfran y clystyrau gronynnau macrosgopig, tra'n dwysáu'r gwrthdrawiadau o fewn y plasma, gan annog trosi gronynnau niwtral yn ïonau a lleihau nifer y macrosgopig clystyrau gronynnau, a lleihau'n gyflym nifer y gronynnau mawr wrth i gryfder y maes magnetig gynyddu.O'i gymharu â'r dull cotio ïon aml-arc confensiynol, mae'r ddyfais strwythuredig hon yn goresgyn y gostyngiad sylweddol mewn effeithlonrwydd a achosir gan ddulliau eraill a gall sicrhau cyfradd dyddodiad ffilm gyson yn y bôn tra'n lleihau nifer y gronynnau mawr tua 60%.
(2) Strwythur cromlin-math.Er bod gan y strwythur ffurfiau amrywiol, ond mae'r egwyddor sylfaenol yr un peth.Mae'r plasma yn symud o dan swyddogaeth gyfunol maes magnetig a maes trydan, a defnyddir y maes magnetig i gyfyngu a rheoli'r plasma heb wyro'r symudiad ar hyd cyfeiriad llinellau grym magnetig.A bydd y gronynnau heb eu gwefru yn symud ar hyd y llinellol ac yn cael eu gwahanu.Mae gan y ffilmiau a baratowyd gan y ddyfais strwythurol hon galedwch uchel, garwder wyneb isel, dwysedd da, maint grawn unffurf, ac adlyniad sylfaen ffilm cryf.Mae dadansoddiad XPS yn dangos y gall caledwch wyneb ffilmiau ta-C sydd wedi'u gorchuddio â'r math hwn o ddyfais gyrraedd 56 GPa, felly'r ddyfais strwythur crwm yw'r dull mwyaf effeithiol a ddefnyddir fwyaf ar gyfer tynnu gronynnau mawr, ond mae angen i'r effeithlonrwydd trafnidiaeth ïon targed fod. gwella ymhellach.Mae'r ddyfais hidlo magnetig tro 90 ° yn un o'r dyfeisiau strwythur crwm a ddefnyddir fwyaf.Mae arbrofion ar broffil wyneb ffilmiau Ta-C yn dangos nad yw proffil wyneb dyfais hidlo magnetig tro 360 ° yn newid llawer o'i gymharu â dyfais hidlo magnetig tro 90 °, felly gall effaith hidlo magnetig tro 90 ° ar gyfer gronynnau mawr fod yn y bôn. cyflawni.Mae gan ddyfais hidlo magnetig tro 90 ° ddau fath o strwythur yn bennaf: mae un yn solenoid tro a osodir yn y siambr wactod, a gosodir y llall allan o'r siambr gwactod, a dim ond yn y strwythur y mae'r gwahaniaeth rhyngddynt.Mae pwysau gweithio dyfais hidlo magnetig tro 90 ° tua 10-2Pa, a gellir ei ddefnyddio mewn ystod eang o gymwysiadau, megis cotio nitrid, ocsid, carbon amorffaidd, ffilm lled-ddargludyddion a ffilm fetel neu anfetel .

Effeithlonrwydd dyfais hidlo magnetig
Gan na all pob gronyn mawr golli egni cinetig mewn gwrthdrawiadau parhaus â'r wal, bydd nifer benodol o ronynnau mawr yn cyrraedd y swbstrad trwy'r allfa bibell.Felly, mae gan ddyfais hidlo magnetig hir a chul effeithlonrwydd hidlo uwch o ronynnau mawr, ond ar yr adeg hon bydd yn cynyddu colli ïonau targed ac ar yr un pryd yn cynyddu cymhlethdod y strwythur.Felly, mae sicrhau bod gan y ddyfais hidlo magnetig dynnu gronynnau mawr ardderchog ac effeithlonrwydd uchel trafnidiaeth ïon yn rhagofyniad angenrheidiol ar gyfer technoleg cotio ïon aml-arc i gael gobaith cymhwysiad eang wrth adneuo ffilmiau tenau perfformiad uchel.Mae gweithrediad y ddyfais hidlo magnetig yn cael ei effeithio gan gryfder y maes magnetig, tueddiad plygu, agorfa baffle mecanyddol, cerrynt arc ffynhonnell ac ongl amlder gronynnau a godir.Trwy osod paramedrau rhesymol y ddyfais hidlo magnetig, gellir gwella effaith hidlo gronynnau mawr ac effeithlonrwydd trosglwyddo ïon y targed yn effeithiol.