Teknoloġija ta 'filtrazzjoni manjetika

Teorija bażika ta 'apparat ta' filtrazzjoni manjetika
Il-mekkaniżmu ta 'filtrazzjoni tal-apparat ta' filtrazzjoni manjetiku għal partiċelli kbar fir-raġġ tal-plażma huwa kif ġej:
Bl-użu tad-differenza bejn il-plażma u l-partiċelli kbar inkarigati u l-proporzjon taċ-ċarġ għall-massa, hemm "barriera" (jew baffle jew ħajt ta 'tubu mgħawġa) li jitqiegħed bejn is-sottostrat u l-wiċċ tal-katodu, li jimblokka kwalunkwe partiċelli li jiċċaqalqu f' linja dritta bejn il-katodu u s-sottostrat, filwaqt li l-joni jistgħu jiġu devjati mill-kamp manjetiku u jgħaddu mill-"barriera" għas-sottostrat.

Prinċipju ta 'ħidma ta' apparat ta 'filtrazzjoni manjetika

Fil-kamp manjetiku, Pe<

Pe u Pi huma r-raġġi Larmor ta 'elettroni u joni rispettivament, u a huwa d-dijametru ta' ġewwa tal-filtru manjetiku.L-elettroni fil-plażma huma affettwati mill-forza Lorentz u jduru tul il-kamp manjetiku axialment, filwaqt li l-kamp manjetiku għandu inqas effett fuq il-grupp tal-joni minħabba d-differenza bejn il-joni u l-elettroni fir-raġġ Larmor.Madankollu, meta l-moviment tal-elettroni tul l-assi tal-apparat tal-filtru manjetiku, se jattira joni tul l-assjali għall-moviment rotazzjonali minħabba l-fokus tiegħu u l-kamp elettriku negattiv qawwi, u l-veloċità tal-elettron hija akbar mill-jone, għalhekk l-elettron kontinwament iġbed il-jone 'l quddiem, filwaqt li l-plażma dejjem tibqa' kważi newtrali elettrikament.Il-partiċelli kbar huma elettrikament newtrali jew kemmxejn iċċarġjati negattivament, u l-kwalità hija ħafna akbar mill-joni u l-elettroni, bażikament mhux affettwati mill-kamp manjetiku u l-moviment lineari tul l-inerzja, u se jiġu ffiltrati wara ħabta mal-ħajt ta 'ġewwa tal- apparat.
Taħt il-funzjoni magħquda tal-kurvatura tal-kamp manjetiku tal-liwi u drift tal-gradjent u ħabtiet tal-jone-elettron, il-plażma tista 'tiġi devjata fl-apparat ta' filtrazzjoni manjetika.Fil Il-mudelli teoretiċi komuni użati llum huma l-mudell tal-fluss Morozov u l-mudell tar-rotor riġidu Davidson, li għandhom il-karatteristika komuni li ġejja: hemm kamp manjetiku li jġiegħel l-elettroni jiċċaqilqu b'mod strettament helical.
Is-saħħa tal-kamp manjetiku li jiggwida l-moviment axjali tal-plażma fl-apparat tal-filtrazzjoni manjetika għandha tkun tali li:

Mi, Vo, u Z huma l-massa tal-joni, il-veloċità tat-trasport, u n-numru ta 'ċarġijiet li jinġarru rispettivament.a huwa d-dijametru ta 'ġewwa tal-filtru manjetiku, u e huwa l-ħlas ta' l-elettroni.
Għandu jiġi nnutat li xi joni ta 'enerġija ogħla ma jistgħux ikunu marbutin bis-sħiħ mir-raġġ ta' l-elettroni.Jistgħu jilħqu l-ħajt ta 'ġewwa tal-filtru manjetiku, u jagħmlu l-ħajt ta' ġewwa f'potenzjal pożittiv, li mbagħad jimpedixxi l-joni milli jkomplu jilħqu l-ħajt ta 'ġewwa u jnaqqas it-telf tal-plażma.
Skont dan il-fenomenu, tista 'tiġi applikata pressjoni ta' bias pożittiva xierqa fuq il-ħajt tal-apparat tal-filtru manjetiku biex tinibixxi l-ħabta tal-joni biex tittejjeb l-effiċjenza tat-trasport tal-joni fil-mira.

Klassifikazzjoni ta 'apparat ta' filtrazzjoni manjetika
(1) Struttura lineari.Il-kamp manjetiku jaġixxi bħala gwida għall-fluss tar-raġġ tal-joni, inaqqas id-daqs tal-post tal-katodu u l-proporzjon ta 'clusters ta' partiċelli makroskopiċi, filwaqt li jintensifika l-ħabtiet fi ħdan il-plażma, iwassal għall-konverżjoni ta 'partiċelli newtrali f'joni u jnaqqas in-numru ta' makroskopiċi. raggruppamenti ta 'partiċelli, u jnaqqas malajr in-numru ta' partiċelli kbar hekk kif tiżdied is-saħħa tal-kamp manjetiku.Meta mqabbel mal-metodu konvenzjonali ta 'kisi tal-jone b'ħafna ark, dan l-apparat strutturat jegħleb it-tnaqqis sinifikanti fl-effiċjenza kkawżat minn metodi oħra u jista' jiżgura rata ta 'depożizzjoni tal-film essenzjalment kostanti filwaqt li jnaqqas in-numru ta' partiċelli kbar b'madwar 60%.
(2) Struttura tat-tip tal-kurva.Għalkemm l-istruttura għandha diversi forom, iżda l-prinċipju bażiku huwa l-istess.Il-plażma timxi taħt il-funzjoni magħquda tal-kamp manjetiku u l-kamp elettriku, u l-kamp manjetiku jintuża biex jillimita u jikkontrolla l-plażma mingħajr ma jiddevja l-moviment tul id-direzzjoni tal-linji tal-forza manjetika.U l-partiċelli mhux iċċarġjati se jimxu tul il-linjari u jiġu separati.Il-films ippreparati minn dan l-apparat strutturali għandhom ebusija għolja, ħruxija tal-wiċċ baxxa, densità tajba, daqs uniformi tal-qamħ, u adeżjoni qawwija tal-bażi tal-film.L-analiżi XPS turi li l-ebusija tal-wiċċ ta 'films ta-C miksija b'dan it-tip ta' apparat tista 'tilħaq 56 GPa, u b'hekk l-apparat tal-istruttura mgħawġa huwa l-aktar metodu użat u effettiv għat-tneħħija ta' partiċelli kbar, iżda l-effiċjenza tat-trasport tal-jone fil-mira jeħtieġ li tkun imtejba aktar.L-apparat ta 'filtrazzjoni manjetika tal-liwja ta' 90 ° huwa wieħed mill-apparati ta 'struttura mgħawġa l-aktar użati.Esperimenti fuq il-profil tal-wiċċ ta 'films Ta-C juru li l-profil tal-wiċċ ta' apparat ta 'filtrazzjoni manjetika liwja 360 ° ma jinbidilx ħafna meta mqabbel ma' apparat ta 'filtrazzjoni manjetika liwja 90 °, għalhekk l-effett ta' filtrazzjoni manjetika liwja 90 ° għal partiċelli kbar jista 'jkun bażikament miksub.Apparat ta 'filtrazzjoni manjetika tal-liwja ta' 90 ° prinċipalment għandu żewġ tipi ta 'strutturi: wieħed huwa solenojd tal-liwja mqiegħed fil-kamra tal-vakwu, u l-ieħor jitqiegħed barra mill-kamra tal-vakwu, u d-differenza bejniethom hija biss fl-istruttura.Il-pressjoni tax-xogħol ta 'apparat ta' filtrazzjoni manjetika liwja 90 ° hija fl-ordni ta '10-2Pa, u tista' tintuża f'firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet, bħal nitrur tal-kisi, ossidu, karbonju amorfu, film semikonduttur u film tal-metall jew mhux tal-metall .

L-effiċjenza tal-apparat ta 'filtrazzjoni manjetika
Peress li mhux il-partiċelli kbar kollha jistgħu jitilfu l-enerġija kinetika f'ħabtiet kontinwi mal-ħajt, ċertu numru ta 'partiċelli kbar jilħqu s-sottostrat mill-iżbokk tal-pajp.Għalhekk, apparat ta 'filtrazzjoni manjetika twila u dejqa għandu effiċjenza ogħla ta' filtrazzjoni ta 'partiċelli kbar, iżda f'dan iż-żmien se jżid it-telf ta' joni fil-mira u fl-istess ħin iżid il-kumplessità tal-istruttura.Għalhekk, l-iżgurar li l-apparat ta 'filtrazzjoni manjetika jkollu tneħħija eċċellenti ta' partiċelli kbar u effiċjenza għolja tat-trasport tal-jone huwa prerekwiżit meħtieġ għat-teknoloġija tal-kisi tal-jone b'ħafna ark biex ikollha prospett wiesa 'ta' applikazzjoni fid-depożitu ta 'films irqaq ta' prestazzjoni għolja.It-tħaddim tal-apparat tal-filtrazzjoni manjetika huwa affettwat mill-qawwa tal-kamp manjetiku, il-preġudizzju tal-liwja, l-apertura tal-baffle mekkanika, il-kurrent tas-sors tal-ark u l-angolu tal-inċidenza tal-partiċelli ċċarġjati.Billi jiġu stabbiliti parametri raġonevoli tal-apparat ta 'filtrazzjoni manjetika, l-effett ta' filtrazzjoni ta 'partiċelli kbar u l-effiċjenza tat-trasferiment tal-jone tal-mira jistgħu jitjiebu b'mod effettiv.