Iragazte magnetikoaren gailuaren oinarrizko teoria
Plasma izpiko partikula handietarako iragazketa magnetikoaren gailuaren iragazketa-mekanismoa hau da:
Plasma eta kargako partikula handien eta karga-masaren erlazioaren arteko aldea erabiliz, "hesi" bat dago (baffle bat edo hodi kurbatu baten horma) substratuaren eta katodoaren gainazalaren artean, eta horrek blokeatzen ditu mugitzen diren partikulak. katodoaren eta substratuaren arteko lerro zuzena, berriz, ioiak eremu magnetikoak desbideratu eta "hesitik" igaro daitezke substratura.
Iragazte magnetikoaren gailuaren funtzionamendu-printzipioa
Eremu magnetikoan, Pe<
Pe eta Pi elektroien eta ioien Larmor erradioak dira hurrenez hurren, eta a iragazki magnetikoaren barne-diametroa da.Plasmako elektroiak Lorentz indarrak eragiten ditu eta eremu magnetikoan zehar biratzen dira axiala, eremu magnetikoak, berriz, eragin txikiagoa du ioien multzokatzean, Larmor erradioko ioien eta elektroien arteko desberdintasunaren ondorioz.Hala ere, iragazki magnetikoaren gailuaren ardatzean elektroien mugimendua denean, ioiak erakarriko ditu ardatzean zehar errotazio-higidurarako bere fokuagatik eta eremu elektriko negatibo indartsuagatik, eta elektroiaren abiadura ioia baino handiagoa da, beraz, elektroia. etengabe tira ioia aurrera, plasma beti ia elektrikoki neutroa izaten jarraitzen du.Partikula handiak elektrikoki neutroak edo apur bat negatiboki kargatuta daude, eta kalitatea ioiak eta elektroiak baino askoz handiagoa da, funtsean, eremu magnetikoak eta mugimendu linealak inertzian zehar eragiten ez dutenak, eta iragazi egingo dira barruko hormarekin talka egin ondoren. gailua.
Eremu magnetikoaren kurbadura eta gradientearen desbideratze eta ioi-elektroien talken funtzio konbinatuaren arabera, plasma iragazketa magnetikoko gailuan desbideratu daiteke.Gaur egun erabiltzen diren eredu teoriko arruntak Morozov fluxuen eredua eta Davidson errotore zurrunaren eredua dira, ezaugarri komun hau dutenak: elektroiak modu hertsiki helikoidalean mugiarazten dituen eremu magnetikoa dago.
Iragazte magnetikoko gailuan plasmaren mugimendu axiala gidatzen duen eremu magnetikoaren indarrak honakoa izan behar du:
Mi, Vo eta Z ioi-masa, garraio-abiadura eta eramandako karga-kopurua dira hurrenez hurren.a iragazki magnetikoaren barne-diametroa da, eta e elektroiaren karga.
Kontuan izan behar da energia handiagoko ioi batzuk ezin direla guztiz lotu elektroi-izpiarekin.Iragazki magnetikoaren barruko hormara irits daitezke, barruko horma potentzial positibo batean bihurtuz, eta horrek ioiak barneko hormara iristen jarraitzea galarazten du eta plasma-galera murrizten du.
Fenomeno honen arabera, alborapen positibo-presio egokia aplika dakioke iragazki magnetikoaren gailuaren horman ioien talka galarazteko xede ioien garraioaren eraginkortasuna hobetzeko.
Iragazte magnetikoaren gailuaren sailkapena
(1)Egitura lineala.Eremu magnetikoak ioi-izpiaren fluxuaren gidari gisa jokatzen du, katodoaren lekuaren tamaina eta partikula-multzo makroskopikoen proportzioa murriztuz, plasma barruan talkak areagotzen dituen bitartean, partikula neutroak ioi bihurtzeko eta makroskopikoen kopurua murrizten du. partikula multzoak, eta partikula handien kopurua azkar murriztea eremu magnetikoaren indarra handitzen den heinean.Arku anitzeko ioi-estaldura-metodo konbentzionalarekin alderatuta, egituratutako gailu honek beste metodo batzuek eragindako eraginkortasunaren murrizketa nabarmena gainditzen du eta funtsean filmaren deposizio-tasa konstantea bermatu dezake, partikula handien kopurua % 60 inguru murrizten duen bitartean.
(2) Kurba motako egitura.Egiturak hainbat forma izan arren, baina oinarrizko printzipioa berdina da.Plasma eremu magnetikoaren eta eremu elektrikoaren funtzio konbinatuaren menpe mugitzen da, eta eremu magnetikoa plasma mugatzeko eta kontrolatzeko erabiltzen da, indar magnetikoaren lerroen norabidean mugimendua desbideratu gabe.Eta kargarik gabeko partikulak linealean zehar mugituko dira eta banandu egingo dira.Egiturazko gailu honek prestatutako filmek gogortasun handia, gainazaleko zimurtasun txikia, dentsitate ona, ale-tamaina uniformea eta filmaren oinarriaren atxikimendu sendoa dute.XPS analisiak erakusten du gailu mota honekin estalitako ta-C filmen gainazaleko gogortasuna 56 GPa izatera irits daitekeela, beraz, egitura kurbatuaren gailua partikula handiak kentzeko metodorik erabiliena eta eraginkorrena da, baina xede ioien garraioaren eraginkortasuna izan behar da. gehiago hobetu.90°-ko bihurguneko iragazketa magnetikoko gailua egitura kurbatuen gailurik erabilienetako bat da.Ta-C filmen gainazaleko profilari buruzko esperimentuek erakusten dute 360°-ko bihurguneko iragazketa magnetikoaren gailuaren gainazaleko profila ez dela asko aldatzen 90°-ko iragazketa magnetikoaren gailuarekin alderatuta, beraz, 90°-ko iragazketa magnetikoaren eragina partikula handietarako izan daiteke funtsean. lortua.90°-ko iragazketa magnetikoko gailuak bi egitura mota ditu batez ere: bata huts-ganberan jarritako oker-solenoide bat da, eta bestea huts-ganberatik kanpo jartzen da, eta haien arteko aldea egituran bakarrik dago.90°-ko bihurguneko iragazketa magnetikoaren gailuaren lan-presioa 10-2Pa-ren ordenakoa da, eta aplikazio ugaritan erabil daiteke, hala nola estaldura nitruroa, oxidoa, karbono amorfoa, film erdieroalea eta metala edo ez-metalezko filma. .
Iragazte magnetikoaren gailuaren eraginkortasuna
Partikula handi guztiek hormarekin etengabeko talketan energia zinetikoa galdu ezin dutenez, partikula handi kopuru jakin bat hodiaren irteeratik substratura iritsiko da.Hori dela eta, iragazketa magnetikoko gailu luze eta estu batek partikula handien filtrazio-eraginkortasun handiagoa du, baina une honetan xede-ioien galera areagotuko du eta, aldi berean, egituraren konplexutasuna areagotuko du.Hori dela eta, iragazketa magnetikoaren gailuak partikula handien kentze bikaina eta ioi-garraioaren eraginkortasun handia duela ziurtatzea ezinbesteko baldintza da arku anitzeko ioi-estaldura-teknologiak errendimendu handiko film meheak metatzeko aplikazio zabala izateko.Iragazte magnetikoaren gailuaren funtzionamendua eremu magnetikoaren indarrak, bihurgune-alborapena, baffle mekanikoaren irekidura, arku iturriaren korrontea eta kargatutako partikulen intzidentzia-angeluak eragiten du.Iragazte magnetikoaren gailuaren arrazoizko parametroak ezarriz, partikula handien iragazketa-efektua eta xedearen ioi-transferentzia-eraginkortasuna eraginkortasunez hobetu daitezke.
Argitalpenaren ordua: 2022-12-08