കാന്തിക ശുദ്ധീകരണ സാങ്കേതികവിദ്യ

കാന്തിക ശുദ്ധീകരണ ഉപകരണത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന സിദ്ധാന്തം
പ്ലാസ്മ ബീമിലെ വലിയ കണങ്ങൾക്കായുള്ള കാന്തിക ഫിൽട്ടറിംഗ് ഉപകരണത്തിന്റെ ഫിൽട്ടറിംഗ് സംവിധാനം ഇപ്രകാരമാണ്:
പ്ലാസ്മയും ചാർജുള്ള വലിയ കണങ്ങളും ചാർജ്-ടു-മാസ് അനുപാതവും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം ഉപയോഗിച്ച്, അടിവസ്ത്രത്തിനും കാഥോഡ് പ്രതലത്തിനും ഇടയിൽ ഒരു “തടസ്സം” (ഒരു ബഫിൾ അല്ലെങ്കിൽ വളഞ്ഞ ട്യൂബ് മതിൽ) സ്ഥാപിക്കുന്നു, ഇത് ഒരു കണികയിൽ ചലിക്കുന്നതിനെ തടയുന്നു. കാഥോഡിനും സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിനും ഇടയിലുള്ള നേർരേഖ, അതേസമയം അയോണുകളെ കാന്തികക്ഷേത്രം വഴിതിരിച്ചുവിടുകയും “തടസ്സം” വഴി അടിവസ്ത്രത്തിലേക്ക് കടക്കുകയും ചെയ്യാം.

കാന്തിക ശുദ്ധീകരണ ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം

കാന്തികക്ഷേത്രത്തിൽ, പെ<

Pe, Pi എന്നിവ യഥാക്രമം ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും അയോണുകളുടെയും ലാർമർ ആരങ്ങളാണ്, a കാന്തിക ഫിൽട്ടറിന്റെ ആന്തരിക വ്യാസമാണ്.പ്ലാസ്മയിലെ ഇലക്ട്രോണുകളെ ലോറന്റ്സ് ബലം ബാധിക്കുകയും കാന്തികക്ഷേത്രത്തിലൂടെ അച്ചുതണ്ടിൽ കറങ്ങുകയും ചെയ്യുന്നു, അതേസമയം ലാർമോർ ആരത്തിലെ അയോണുകളും ഇലക്ട്രോണുകളും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം കാരണം കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന് അയോണുകളുടെ ക്ലസ്റ്ററിംഗിൽ കുറച്ച് സ്വാധീനം മാത്രമേ ഉണ്ടാകൂ.എന്നിരുന്നാലും, കാന്തിക ഫിൽട്ടർ ഉപകരണത്തിന്റെ അച്ചുതണ്ടിൽ ഇലക്ട്രോൺ ചലനം നടക്കുമ്പോൾ, അതിന്റെ ഫോക്കസും ശക്തമായ നെഗറ്റീവ് വൈദ്യുത മണ്ഡലവും കാരണം ഭ്രമണ ചലനത്തിനായി അക്ഷീയ സഹിതം അയോണുകളെ ആകർഷിക്കും, ഇലക്ട്രോൺ വേഗത അയോണിനേക്കാൾ കൂടുതലാണ്, അതിനാൽ ഇലക്ട്രോൺ അയോണിനെ നിരന്തരം മുന്നോട്ട് വലിക്കുക, അതേസമയം പ്ലാസ്മ എല്ലായ്പ്പോഴും അർദ്ധ-വൈദ്യുതപരമായി ന്യൂട്രൽ ആയി തുടരും.വലിയ കണങ്ങൾ വൈദ്യുത ന്യൂട്രൽ അല്ലെങ്കിൽ ചെറുതായി നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ളവയാണ്, കൂടാതെ ഗുണനിലവാരം അയോണുകളേക്കാളും ഇലക്ട്രോണുകളേക്കാളും വളരെ വലുതാണ്, അടിസ്ഥാനപരമായി കാന്തികക്ഷേത്രവും ജഡത്വത്തിലുടനീളം രേഖീയ ചലനവും ബാധിക്കില്ല, മാത്രമല്ല അവ ആന്തരിക ഭിത്തിയുമായി കൂട്ടിയിടിച്ച ശേഷം ഫിൽട്ടർ ചെയ്യപ്പെടും. ഉപകരണം.
വളയുന്ന കാന്തികക്ഷേത്ര വക്രതയുടെയും ഗ്രേഡിയന്റ് ഡ്രിഫ്റ്റിന്റെയും അയോൺ-ഇലക്ട്രോൺ കൂട്ടിയിടിയുടെയും സംയുക്ത പ്രവർത്തനത്തിന് കീഴിൽ, പ്ലാസ്മയെ കാന്തിക ശുദ്ധീകരണ ഉപകരണത്തിൽ വ്യതിചലിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.ഇന്ന് ഉപയോഗിക്കുന്ന പൊതുവായ സൈദ്ധാന്തിക മാതൃകകളിൽ മൊറോസോവ് ഫ്ലക്സ് മോഡലും ഡേവിഡ്സൺ റിജിഡ് റോട്ടർ മോഡലും ആണ്, അവയ്ക്ക് ഇനിപ്പറയുന്ന പൊതുവായ സവിശേഷതയുണ്ട്: ഇലക്ട്രോണുകളെ കർശനമായി ഹെലിക്കൽ രീതിയിൽ ചലിപ്പിക്കുന്ന ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രമുണ്ട്.
കാന്തിക ശുദ്ധീകരണ ഉപകരണത്തിലെ പ്ലാസ്മയുടെ അച്ചുതണ്ട് ചലനത്തെ നയിക്കുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ശക്തി ഇനിപ്പറയുന്നതായിരിക്കണം:

Mi, Vo, Z എന്നിവ യഥാക്രമം അയോൺ പിണ്ഡം, ഗതാഗത വേഗത, വഹിക്കുന്ന ചാർജുകളുടെ എണ്ണം എന്നിവയാണ്.a എന്നത് കാന്തിക ഫിൽട്ടറിന്റെ ആന്തരിക വ്യാസം ആണ്, e എന്നത് ഇലക്ട്രോൺ ചാർജ് ആണ്.
ചില ഉയർന്ന ഊർജ്ജ അയോണുകളെ ഇലക്ട്രോൺ ബീം കൊണ്ട് പൂർണ്ണമായി ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയില്ല എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്.അവ കാന്തിക ഫിൽട്ടറിന്റെ ആന്തരിക ഭിത്തിയിൽ എത്തിയേക്കാം, ഇത് അകത്തെ ഭിത്തിയെ പോസിറ്റീവ് പൊട്ടൻഷ്യലിൽ ആക്കുന്നു, ഇത് അയോണുകളെ അകത്തെ ഭിത്തിയിൽ എത്തുന്നത് തടയുകയും പ്ലാസ്മയുടെ നഷ്ടം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഈ പ്രതിഭാസമനുസരിച്ച്, ടാർഗെറ്റ് അയോൺ ഗതാഗത കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് അയോണുകളുടെ കൂട്ടിയിടി തടയുന്നതിന് കാന്തിക ഫിൽട്ടർ ഉപകരണത്തിന്റെ ഭിത്തിയിൽ ഉചിതമായ പോസിറ്റീവ് ബയസ് മർദ്ദം പ്രയോഗിക്കാൻ കഴിയും.

കാന്തിക ശുദ്ധീകരണ ഉപകരണത്തിന്റെ വർഗ്ഗീകരണം
(1) രേഖീയ ഘടന.കാന്തികക്ഷേത്രം അയോൺ ബീം പ്രവാഹത്തിന് ഒരു വഴികാട്ടിയായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, കാഥോഡ് സ്പോട്ടിന്റെ വലുപ്പവും മാക്രോസ്കോപ്പിക് കണികാ ക്ലസ്റ്ററുകളുടെ അനുപാതവും കുറയ്ക്കുന്നു, അതേസമയം പ്ലാസ്മയ്ക്കുള്ളിലെ കൂട്ടിയിടികൾ തീവ്രമാക്കുന്നു, ന്യൂട്രൽ കണങ്ങളെ അയോണുകളാക്കി മാറ്റാനും മാക്രോസ്കോപ്പിക് എണ്ണം കുറയ്ക്കാനും സഹായിക്കുന്നു. കണികാ ക്ലസ്റ്ററുകൾ, കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തി വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് വലിയ കണങ്ങളുടെ എണ്ണം അതിവേഗം കുറയ്ക്കുന്നു.പരമ്പരാഗത മൾട്ടി-ആർക്ക് അയോൺ കോട്ടിംഗ് രീതിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഈ ഘടനാപരമായ ഉപകരണം മറ്റ് രീതികൾ മൂലമുണ്ടാകുന്ന കാര്യക്ഷമതയിലെ ഗണ്യമായ കുറവിനെ മറികടക്കുന്നു, കൂടാതെ വലിയ കണങ്ങളുടെ എണ്ണം ഏകദേശം 60% കുറയ്ക്കുമ്പോൾ സ്ഥിരമായ ഫിലിം ഡിപ്പോസിഷൻ നിരക്ക് ഉറപ്പാക്കാൻ കഴിയും.
(2) കർവ്-തരം ഘടന.ഘടനയ്ക്ക് വിവിധ രൂപങ്ങളുണ്ടെങ്കിലും അടിസ്ഥാന തത്വം ഒന്നുതന്നെയാണ്.കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെയും വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെയും സംയോജിത പ്രവർത്തനത്തിന് കീഴിൽ പ്ലാസ്മ നീങ്ങുന്നു, കാന്തിക ബലരേഖകളുടെ ദിശയിൽ ചലനത്തെ വ്യതിചലിപ്പിക്കാതെ പ്ലാസ്മയെ പരിമിതപ്പെടുത്താനും നിയന്ത്രിക്കാനും കാന്തികക്ഷേത്രം ഉപയോഗിക്കുന്നു.ചാർജ് ചെയ്യാത്ത കണങ്ങൾ രേഖീയമായി നീങ്ങുകയും വേർപെടുത്തുകയും ചെയ്യും.ഈ ഘടനാപരമായ ഉപകരണം തയ്യാറാക്കിയ ഫിലിമുകൾക്ക് ഉയർന്ന കാഠിന്യം, കുറഞ്ഞ ഉപരിതല പരുക്കൻ, നല്ല സാന്ദ്രത, ഏകീകൃത ധാന്യ വലുപ്പം, ശക്തമായ ഫിലിം ബേസ് അഡീഷൻ എന്നിവയുണ്ട്.XPS വിശകലനം കാണിക്കുന്നത് ഈ തരത്തിലുള്ള ഉപകരണത്തിൽ പൊതിഞ്ഞ ടാ-സി ഫിലിമുകളുടെ ഉപരിതല കാഠിന്യം 56 ജിപിഎയിൽ എത്താം, അതിനാൽ വളഞ്ഞ ഘടന ഉപകരണം വലിയ കണികകൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നതും ഫലപ്രദവുമായ മാർഗ്ഗമാണ്, എന്നാൽ ടാർഗെറ്റ് അയോൺ ഗതാഗത കാര്യക്ഷമത ആവശ്യമാണ്. കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെട്ടു.90° ബെൻഡ് മാഗ്നറ്റിക് ഫിൽട്ടറേഷൻ ഉപകരണം ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്ന വളഞ്ഞ ഘടന ഉപകരണങ്ങളിൽ ഒന്നാണ്.Ta-C ഫിലിമുകളുടെ ഉപരിതല പ്രൊഫൈലിലെ പരീക്ഷണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് 360° ബെൻഡ് മാഗ്നറ്റിക് ഫിൽട്ടറേഷൻ ഉപകരണത്തിന്റെ ഉപരിതല പ്രൊഫൈലിൽ 90° ബെൻഡ് മാഗ്നറ്റിക് ഫിൽട്ടറേഷൻ ഉപകരണവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ വലിയ മാറ്റമൊന്നും ഉണ്ടാകില്ല, അതിനാൽ വലിയ കണങ്ങൾക്ക് 90° ബെൻഡ് കാന്തിക ശുദ്ധീകരണത്തിന്റെ പ്രഭാവം അടിസ്ഥാനപരമായി ഉണ്ടാകാം. നേടിയത്.90° ബെൻഡ് മാഗ്നറ്റിക് ഫിൽട്ടറേഷൻ ഉപകരണത്തിന് പ്രധാനമായും രണ്ട് തരം ഘടനകളുണ്ട്: ഒന്ന് വാക്വം ചേമ്പറിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന ബെൻഡ് സോളിനോയിഡ്, മറ്റൊന്ന് വാക്വം ചേമ്പറിന് പുറത്ത് സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, അവ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം ഘടനയിൽ മാത്രമാണ്.90° ബെൻഡ് മാഗ്നറ്റിക് ഫിൽട്ടറേഷൻ ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രവർത്തന മർദ്ദം 10-2Pa എന്ന ക്രമത്തിലാണ്, കോട്ടിംഗ് നൈട്രൈഡ്, ഓക്സൈഡ്, അമോർഫസ് കാർബൺ, അർദ്ധചാലക ഫിലിം, മെറ്റൽ അല്ലെങ്കിൽ നോൺ-മെറ്റൽ ഫിലിം എന്നിങ്ങനെയുള്ള വിപുലമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഇത് ഉപയോഗിക്കാം. .

കാന്തിക ശുദ്ധീകരണ ഉപകരണത്തിന്റെ കാര്യക്ഷമത
ഭിത്തിയിൽ തുടർച്ചയായി കൂട്ടിയിടിക്കുമ്പോൾ എല്ലാ വലിയ കണങ്ങൾക്കും ഗതികോർജ്ജം നഷ്ടപ്പെടാൻ കഴിയില്ല എന്നതിനാൽ, പൈപ്പ് ഔട്ട്ലെറ്റ് വഴി ഒരു നിശ്ചിത എണ്ണം വലിയ കണങ്ങൾ അടിവസ്ത്രത്തിൽ എത്തും.അതിനാൽ, ദീർഘവും ഇടുങ്ങിയതുമായ കാന്തിക ഫിൽട്ടറേഷൻ ഉപകരണത്തിന് വലിയ കണങ്ങളുടെ ഉയർന്ന ഫിൽട്ടറേഷൻ കാര്യക്ഷമതയുണ്ട്, എന്നാൽ ഈ സമയത്ത് അത് ടാർഗെറ്റ് അയോണുകളുടെ നഷ്ടം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും അതേ സമയം ഘടനയുടെ സങ്കീർണ്ണത വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും.അതിനാൽ, കാന്തിക ഫിൽട്ടറേഷൻ ഉപകരണത്തിന് മികച്ച വലിയ കണിക നീക്കംചെയ്യലും അയോൺ ഗതാഗതത്തിന്റെ ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയും ഉണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നത് മൾട്ടി-ആർക്ക് അയോൺ കോട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള നേർത്ത ഫിലിമുകൾ നിക്ഷേപിക്കുന്നതിന് വിശാലമായ ആപ്ലിക്കേഷൻ സാധ്യതയുള്ള ഒരു മുൻവ്യവസ്ഥയാണ്.കാന്തിക മണ്ഡല ശക്തി, ബെൻഡ് ബയസ്, മെക്കാനിക്കൽ ബഫിൽ അപ്പർച്ചർ, ആർക്ക് സോഴ്സ് കറന്റ്, ചാർജ്ജ്ഡ് കണികാ സംഭവങ്ങളുടെ ആംഗിൾ എന്നിവ കാന്തിക ഫിൽട്ടറേഷൻ ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രവർത്തനത്തെ ബാധിക്കുന്നു.കാന്തിക ഫിൽട്ടറേഷൻ ഉപകരണത്തിന്റെ ന്യായമായ പാരാമീറ്ററുകൾ സജ്ജീകരിക്കുന്നതിലൂടെ, വലിയ കണങ്ങളുടെ ഫിൽട്ടറിംഗ് ഫലവും ലക്ഷ്യത്തിന്റെ അയോൺ ട്രാൻസ്ഫർ കാര്യക്ഷമതയും ഫലപ്രദമായി മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും.