Մագնիսական ֆիլտրման տեխնոլոգիա

Մագնիսական ֆիլտրման սարքի հիմնական տեսությունը
Մագնիսական զտիչ սարքի ֆիլտրման մեխանիզմը պլազմայի փնջի խոշոր մասնիկների համար հետևյալն է.
Օգտագործելով պլազմայի և խոշոր մասնիկների միջև լիցք և զանգված հարաբերակցության տարբերությունը, հիմքի և կաթոդի մակերևույթի միջև կա մի «պատնեշ» (կա՛մ շղարշ, կա՛մ կոր խողովակի պատ), որը արգելափակում է ցանկացած մասնիկ, որը շարժվում է ներքնակում: ուղիղ գիծ կաթոդի և ենթաշերտի միջև, մինչդեռ իոնները կարող են շեղվել մագնիսական դաշտից և անցնել «պատնեշի» միջով դեպի ենթաշերտը:

Մագնիսական ֆիլտրման սարքի աշխատանքի սկզբունքը

Մագնիսական դաշտում Pe<

Pe և Pi-ը համապատասխանաբար էլեկտրոնների և իոնների Larmor շառավիղներն են, իսկ a-ն մագնիսական ֆիլտրի ներքին տրամագիծն է:Պլազմայի էլեկտրոնների վրա ազդում է Լորենցի ուժը և պտտվում են մագնիսական դաշտի երկայնքով առանցքային, մինչդեռ մագնիսական դաշտը ավելի քիչ ազդեցություն է ունենում իոնների կուտակման վրա՝ Լարմորի շառավղով իոնների և էլեկտրոնների տարբերության պատճառով:Այնուամենայնիվ, երբ էլեկտրոնները շարժվում են մագնիսական ֆիլտրի սարքի առանցքի երկայնքով, այն իր կիզակետի և ուժեղ բացասական էլեկտրական դաշտի պատճառով առանցքի երկայնքով իոններ է ներգրավելու պտտվող շարժման համար, և էլեկտրոնի արագությունը ավելի մեծ է, քան իոնը, ուստի էլեկտրոնը անընդհատ առաջ է քաշում իոնը, մինչդեռ պլազման միշտ մնում է քվազիէլեկտրականորեն չեզոք:Խոշոր մասնիկները էլեկտրականորեն չեզոք են կամ թեթևակի բացասաբար լիցքավորված, և որակը շատ ավելի մեծ է, քան իոններն ու էլեկտրոնները, հիմնականում չեն ազդում մագնիսական դաշտի և իներցիայի երկայնքով գծային շարժումների վրա և կզտվեն ներքին պատի հետ բախվելուց հետո: սարքը։
Ճկվող մագնիսական դաշտի կորության և գրադիենտ դրեյֆի և իոն-էլեկտրոնների բախումների համակցված ֆունկցիայի ներքո պլազման կարող է շեղվել մագնիսական ֆիլտրման սարքում:Այսօր օգտագործվող ընդհանուր տեսական մոդելներն են Մորոզովի հոսքի մոդելը և Դեյվիդսոնի կոշտ ռոտորի մոդելը, որոնք ունեն հետևյալ ընդհանուր հատկանիշը. կա մագնիսական դաշտ, որը ստիպում է էլեկտրոններին շարժվել խիստ պտուտակաձև ձևով:
Մագնիսական ֆիլտրման սարքում պլազմայի առանցքային շարժումն ուղղորդող մագնիսական դաշտի ուժը պետք է լինի այնպիսին, որ.

Mi, Vo և Z համապատասխանաբար իոնների զանգվածն են, փոխադրման արագությունը և տեղափոխվող լիցքերի քանակը։a-ն մագնիսական ֆիլտրի ներքին տրամագիծն է, իսկ e-ն էլեկտրոնային լիցքն է:
Պետք է նշել, որ որոշ ավելի բարձր էներգիայի իոններ չեն կարող ամբողջությամբ կապվել էլեկտրոնային ճառագայթով:Նրանք կարող են հասնել մագնիսական ֆիլտրի ներքին պատին, ներքին պատը դարձնելով դրական պոտենցիալ, որն իր հերթին խանգարում է իոններին շարունակել հասնել ներքին պատին և նվազեցնել պլազմայի կորուստը:
Համաձայն այս երևույթի, մագնիսական ֆիլտրի սարքի պատին կարող է կիրառվել համապատասխան դրական կողմնակալ ճնշում՝ իոնների բախումը կասեցնելու համար՝ նպատակային իոնների տեղափոխման արդյունավետությունը բարելավելու համար:

Մագնիսական ֆիլտրման սարքի դասակարգում
(1) Գծային կառուցվածք.Մագնիսական դաշտը գործում է որպես իոնային ճառագայթների հոսքի ուղեցույց՝ նվազեցնելով կաթոդի կետի չափը և մակրոսկոպիկ մասնիկների կլաստերների համամասնությունը, միաժամանակ ուժեղացնելով բախումները պլազմայի ներսում՝ խթանելով չեզոք մասնիկների վերածումը իոնների և նվազեցնելով մակրոսկոպիկ քանակությունը։ մասնիկների կլաստերներ, և մագնիսական դաշտի ուժգնության մեծացմանը զուգահեռ մեծ մասնիկների քանակի արագ նվազում:Համեմատած սովորական բազմաղեղային իոնային ծածկույթի մեթոդի հետ՝ այս կառուցվածքային սարքը հաղթահարում է այլ մեթոդների հետևանքով առաջացած արդյունավետության զգալի նվազումը և կարող է ապահովել թաղանթի նստվածքի էապես հաստատուն արագություն՝ միաժամանակ նվազեցնելով խոշոր մասնիկների թիվը մոտ 60%-ով:
(2) կորի տիպի կառուցվածք.Թեև կառուցվածքը տարբեր ձևեր ունի, բայց հիմնական սկզբունքը նույնն է.Պլազման շարժվում է մագնիսական դաշտի և էլեկտրական դաշտի համակցված ֆունկցիայի ներքո, և մագնիսական դաշտն օգտագործվում է պլազման սահմանափակելու և կառավարելու համար՝ առանց շարժումը շեղելու մագնիսական ուժի գծերի ուղղությամբ:Իսկ չլիցքավորված մասնիկները կշարժվեն գծի երկայնքով և կառանձնանան։Այս կառուցվածքային սարքով պատրաստված թաղանթները ունեն բարձր կարծրություն, ցածր մակերեսի կոշտություն, լավ խտություն, միատեսակ հատիկի չափ և թաղանթի հիմքի ուժեղ կպչունություն:XPS վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ այս տեսակի սարքով պատված ta-C թաղանթների մակերևութային կարծրությունը կարող է հասնել 56 ԳՊա-ի, հետևաբար կոր կառուցվածքի սարքը մեծ մասնիկների հեռացման համար ամենալայն կիրառվող և արդյունավետ մեթոդն է, սակայն թիրախային իոնների տեղափոխման արդյունավետությունը պետք է լինի. հետագա բարելավվել:90° թեքումով մագնիսական ֆիլտրման սարքը ամենալայն օգտագործվող կոր կառուցվածքային սարքերից է:Ta-C թաղանթների մակերեսային պրոֆիլի փորձերը ցույց են տալիս, որ 360° թեքում մագնիսական ֆիլտրման սարքի մակերևութային պրոֆիլը շատ չի փոխվում 90° թեքում մագնիսական ֆիլտրման սարքի համեմատ, ուստի մեծ մասնիկների համար 90° թեքում մագնիսական ֆիլտրման ազդեցությունը հիմնականում կարող է լինել: հասել է.90° թեքումով մագնիսական ֆիլտրման սարքը հիմնականում ունի երկու տեսակի կառուցվածք՝ մեկը վակուումային խցիկում տեղադրված ճկվող էլեկտրամագնիսական սարքն է, իսկ մյուսը՝ վակուումային խցիկից դուրս, և դրանց տարբերությունը միայն կառուցվածքում է։90° թեքումով մագնիսական ֆիլտրման սարքի աշխատանքային ճնշումը 10-2Pa կարգի է, և այն կարող է օգտագործվել կիրառությունների լայն շրջանակում, ինչպիսիք են ծածկույթի նիտրիդը, օքսիդը, ամորֆ ածխածինը, կիսահաղորդչային թաղանթը և մետաղական կամ ոչ մետաղական թաղանթը: .

Մագնիսական ֆիլտրման սարքի արդյունավետությունը
Քանի որ ոչ բոլոր խոշոր մասնիկները կարող են կորցնել կինետիկ էներգիան պատի հետ շարունակական բախումների ժամանակ, որոշակի քանակությամբ խոշոր մասնիկներ խողովակի ելքի միջոցով կհասնեն ենթաշերտը:Հետևաբար, երկար և նեղ մագնիսական ֆիլտրման սարքն ունի մեծ մասնիկների ֆիլտրման ավելի բարձր արդյունավետություն, բայց այս պահին այն կբարձրացնի թիրախային իոնների կորուստը և միևնույն ժամանակ կավելացնի կառուցվածքի բարդությունը:Հետևաբար, ապահովելը, որ մագնիսական ֆիլտրման սարքն ունի գերազանց մեծ մասնիկների հեռացում և իոնային փոխադրման բարձր արդյունավետություն, անհրաժեշտ նախապայման է բազմալար իոնային ծածկույթի տեխնոլոգիայի համար՝ բարձր արդյունավետության բարակ թաղանթների տեղադրման համար լայն կիրառման հեռանկար ունենալու համար:Մագնիսական ֆիլտրման սարքի աշխատանքի վրա ազդում են մագնիսական դաշտի ուժգնությունը, թեքության կողմնակալությունը, մեխանիկական շեղակի բացվածքը, աղեղի աղբյուրի հոսանքը և լիցքավորված մասնիկների անկման անկյունը:Մագնիսական ֆիլտրման սարքի ողջամիտ պարամետրերը սահմանելով՝ խոշոր մասնիկների զտիչ ազդեցությունը և թիրախի իոնային փոխանցման արդյունավետությունը կարող են արդյունավետորեն բարելավվել: