चुम्बकीय निस्पंदन प्रविधि

चुम्बकीय निस्पंदन उपकरणको आधारभूत सिद्धान्त
प्लाज्मा बीममा ठूला कणहरूको लागि चुम्बकीय फिल्टरिङ उपकरणको फिल्टरिङ मेकानिजम निम्नानुसार छ:
प्लाज्मा र ठूला कणहरू चार्ज र चार्ज-टु-मास अनुपात बीचको भिन्नता प्रयोग गर्दै, सब्सट्रेट र क्याथोड सतहको बीचमा "बाधा" (कि त बाफल वा घुमाउरो ट्यूब पर्खाल) राखिएको छ, जसले कुनै पनि कणहरूलाई अवरोध गर्दछ। क्याथोड र सब्सट्रेट बीचको सीधा रेखा, जबकि आयनहरू चुम्बकीय क्षेत्र द्वारा विचलित गर्न सकिन्छ र सब्सट्रेटमा "बाधा" मार्फत जान्छ।

चुम्बकीय निस्पंदन उपकरण को कार्य सिद्धान्त

चुम्बकीय क्षेत्रमा, Pe<

Pe र Pi क्रमशः इलेक्ट्रोन र आयनको Larmor radii हुन्, र a चुम्बकीय फिल्टरको भित्री व्यास हो।प्लाज्मामा रहेका इलेक्ट्रोनहरू लोरेन्ट्ज बलबाट प्रभावित हुन्छन् र चुम्बकीय क्षेत्रसँग अक्षीय रूपमा घुम्छन्, जबकि चुम्बकीय क्षेत्रले लार्मोर त्रिज्यामा आयनहरू र इलेक्ट्रोनहरू बीचको भिन्नताको कारणले आयनको क्लस्टरिङमा कम प्रभाव पार्छ।यद्यपि, जब चुम्बकीय फिल्टर उपकरणको अक्षमा इलेक्ट्रोन आन्दोलन हुन्छ, यसले यसको फोकस र बलियो नकारात्मक विद्युतीय क्षेत्रको कारणले घुमाउने गतिको लागि अक्षीय साथ आयनहरूलाई आकर्षित गर्दछ, र इलेक्ट्रोन गति आयन भन्दा ठूलो हुन्छ, त्यसैले इलेक्ट्रोन आयनलाई निरन्तर अगाडि तान्नुहोस्, जबकि प्लाज्मा सधैं अर्ध-विद्युत रूपमा तटस्थ रहन्छ।ठूला कणहरू विद्युतीय रूपमा तटस्थ वा थोरै नकारात्मक रूपमा चार्ज हुन्छन्, र गुणस्तर आयनहरू र इलेक्ट्रोनहरू भन्दा धेरै ठूला हुन्छन्, मूल रूपमा चुम्बकीय क्षेत्र र जडत्वको साथ रैखिक गतिबाट प्रभावित हुँदैन, र भित्री पर्खालसँग टक्कर पछि फिल्टर हुनेछ। उपकरण।
झुकाउने चुम्बकीय क्षेत्र वक्रता र ढाँचा बहाव र आयन-इलेक्ट्रोन टक्करहरूको संयुक्त कार्य अन्तर्गत, प्लाज्मा चुम्बकीय निस्पंदन उपकरणमा विचलित गर्न सकिन्छ।आज प्रयोग गरिने सामान्य सैद्धान्तिक मोडेलहरू मोरोजोभ फ्लक्स मोडेल र डेभिडसन कठोर रोटर मोडेल हुन्, जसमा निम्न सामान्य विशेषताहरू छन्: त्यहाँ चुम्बकीय क्षेत्र छ जसले इलेक्ट्रोनहरूलाई कडा रूपमा हेलिकल रूपमा चलाउँछ।
चुम्बकीय निस्पंदन उपकरणमा प्लाज्माको अक्षीय गतिलाई मार्गदर्शन गर्ने चुम्बकीय क्षेत्रको बल यस्तो हुनुपर्छ:

Mi, Vo, र Z क्रमशः आयन मास, यातायात वेग, र चार्जहरूको संख्या हुन्।a चुम्बकीय फिल्टरको भित्री व्यास हो, र e इलेक्ट्रोन चार्ज हो।
यो ध्यान दिनुपर्छ कि केहि उच्च ऊर्जा आयनहरू इलेक्ट्रोन बीम द्वारा पूर्ण रूपमा बाँध्न सकिँदैन।तिनीहरू चुम्बकीय फिल्टरको भित्री पर्खालमा पुग्न सक्छन्, भित्री पर्खाललाई सकारात्मक सम्भाव्यतामा बनाउँदछ, जसले आयनहरूलाई भित्री पर्खालमा पुग्न जारी राख्नबाट रोक्छ र प्लाज्माको हानि कम गर्छ।
यस घटनाको अनुसार, चुम्बकीय फिल्टर उपकरणको पर्खालमा उपयुक्त सकारात्मक पूर्वाग्रह दबाव लागू गर्न सकिन्छ लक्ष्य आयन यातायात दक्षता सुधार गर्न आयनहरूको टक्करलाई रोक्न।

चुम्बकीय निस्पंदन उपकरण को वर्गीकरण
(1) रैखिक संरचना।चुम्बकीय क्षेत्रले आयन बीम प्रवाहको लागि मार्गदर्शकको रूपमा कार्य गर्दछ, क्याथोड स्पटको आकार र म्याक्रोस्कोपिक कण क्लस्टरहरूको अनुपात घटाउँदछ, जबकि प्लाज्मा भित्रको टक्करहरूलाई तीव्र बनाउँदछ, तटस्थ कणहरूलाई आयनहरूमा रूपान्तरण गर्न र म्याक्रोस्कोपिकहरूको संख्या घटाउँदछ। कण क्लस्टरहरू, र चुम्बकीय क्षेत्र बल बढ्दै जाँदा ठूला कणहरूको संख्या द्रुत रूपमा घटाउँदै।परम्परागत बहु-आर्क आयन कोटिंग विधिको तुलनामा, यो संरचित उपकरणले अन्य विधिहरूद्वारा हुने दक्षतामा उल्लेखनीय कमीलाई पार गर्छ र ठूला कणहरूको संख्या लगभग 60% घटाउँदै अनिवार्य रूपमा स्थिर फिल्म डिपोजिसन दर सुनिश्चित गर्न सक्छ।
(2) वक्र-प्रकार संरचना।यद्यपि संरचना विभिन्न रूपहरू छन्, तर आधारभूत सिद्धान्त एउटै छ।प्लाज्मा चुम्बकीय क्षेत्र र विद्युतीय क्षेत्र को संयुक्त कार्य अन्तर्गत चल्छ, र चुम्बकीय क्षेत्र चुम्बकीय बल रेखाहरु को दिशा संग गति को विचलित बिना प्लाज्मा को सीमित र नियन्त्रण को लागी प्रयोग गरिन्छ।र चार्ज नगरिएका कणहरू रैखिकसँग सर्नेछन् र अलग हुनेछन्।यस संरचनात्मक उपकरणद्वारा तयार गरिएका फिल्महरूमा उच्च कठोरता, कम सतह खुरदरापन, राम्रो घनत्व, एकसमान दाना आकार, र बलियो फिल्म आधार आसंजन हुन्छ।XPS विश्लेषणले देखाउँछ कि यस प्रकारको यन्त्रसँग लेपित ta-C फिल्महरूको सतह कठोरता 56 GPa पुग्न सक्छ, यसैले घुमाउरो संरचना उपकरण ठूलो कण हटाउनको लागि सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको र प्रभावकारी विधि हो, तर लक्ष्य आयन यातायात दक्षता हुनु आवश्यक छ। थप सुधार भयो।९०° बेन्ड चुम्बकीय निस्पंदन उपकरण सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने घुमाउरो संरचना उपकरणहरू मध्ये एक हो।Ta-C फिल्महरूको सतह प्रोफाइलमा प्रयोगहरूले देखाउँदछ कि 360° बेन्ड चुम्बकीय निस्पंदन उपकरणको सतह प्रोफाइल 90° बेन्ड चुम्बकीय निस्पंदन उपकरणको तुलनामा धेरै परिवर्तन हुँदैन, त्यसैले ठूला कणहरूको लागि 90° बेन्ड चुम्बकीय फिल्टरेशनको प्रभाव मूल रूपमा हुन सक्छ। पाएको।90° बेन्ड चुम्बकीय निस्पंदन उपकरणमा मुख्यतया दुई प्रकारका संरचनाहरू हुन्छन्: एउटा भ्याकुम च्याम्बरमा राखिएको बेन्ड सोलेनोइड हो, र अर्को भ्याकुम चेम्बरबाट बाहिर राखिन्छ, र तिनीहरू बीचको भिन्नता संरचनामा मात्र हुन्छ।90° बेन्ड चुम्बकीय निस्पंदन उपकरणको कामको दबाब 10-2Pa को क्रममा छ, र यसलाई नाइट्राइड, अक्साइड, अमोर्फस कार्बन, सेमीकन्डक्टर फिल्म र धातु वा गैर-धातु फिल्म जस्ता अनुप्रयोगहरूको विस्तृत दायरामा प्रयोग गर्न सकिन्छ। ।

चुम्बकीय निस्पंदन उपकरण को दक्षता
सबै ठूला कणहरूले पर्खालसँग निरन्तर टक्करमा गतिज ऊर्जा गुमाउन नसक्ने हुनाले, ठूला कणहरूको एक निश्चित संख्या पाइप आउटलेट मार्फत सब्सट्रेटमा पुग्नेछ।त्यसकारण, लामो र साँघुरो चुम्बकीय निस्पंदन उपकरणमा ठूला कणहरूको उच्च निस्पंदन क्षमता हुन्छ, तर यस समयमा यसले लक्ष्य आयनहरूको हानि बढाउनेछ र एकै समयमा संरचनाको जटिलता बढाउँदछ।तसर्थ, चुम्बकीय निस्पंदन उपकरणमा उत्कृष्ट ठूला कण हटाउने र आयन यातायातको उच्च दक्षता छ भनी सुनिश्चित गर्नु बहु-आर्क आयन कोटिंग टेक्नोलोजीको लागि उच्च प्रदर्शन पातलो फिल्महरू जम्मा गर्न विस्तृत अनुप्रयोग सम्भावनाको लागि आवश्यक शर्त हो।चुम्बकीय निस्पंदन यन्त्रको सञ्चालन चुम्बकीय क्षेत्र बल, बेंड पूर्वाग्रह, मेकानिकल बाफल एपर्चर, चाप स्रोत वर्तमान र चार्ज कण घटना कोण द्वारा प्रभावित छ।चुम्बकीय निस्पंदन उपकरणको उचित मापदण्डहरू सेट गरेर, ठूला कणहरूको फिल्टरिंग प्रभाव र लक्ष्यको आयन स्थानान्तरण दक्षतालाई प्रभावकारी रूपमा सुधार गर्न सकिन्छ।