Magnit süzgüç tehnologiýasy

Magnit süzgüç enjamynyň esasy teoriýasy
Plazma şöhlesindäki uly bölejikler üçin magnit süzgüç enjamynyň süzgüç mehanizmi aşakdaky ýaly:
Plazma bilen zarýadly uly bölejikleriň we zarýad-massa gatnaşygyndaky tapawudy ulanyp, substrat bilen katodyň üstünde ýerleşen “päsgelçilik” (ýa-da egri turba diwary) bar, bu bölejikleriň hereketini bökdeýär. katod bilen substratyň arasynda göni çyzyk, ionlar bolsa magnit meýdanyndan aýrylyp, substrata “päsgelçilikden” geçip biler.

Magnit süzgüç enjamynyň iş prinsipi

Magnit meýdanynda Pe <

Pe we Pi degişlilikde elektronlaryň we ionlaryň Larmor radiusy, a magnit süzgüçiniň içki diametri.Plazmadaky elektronlara Lorentz güýji täsir edýär we magnit meýdany boýunça eksenel aýlanýar, magnit meýdany bolsa Larmor radiusynda ionlar bilen elektronlaryň arasyndaky tapawut sebäpli ionlaryň toparlanmagyna az täsir edýär.Şeýle-de bolsa, magnit süzgüç enjamynyň oky boýunça elektron hereketi, ünsi we güýçli negatiw elektrik meýdany sebäpli aýlanmak hereketi üçin eksenel ionlary özüne çeker we elektronyň tizligi iondan uly, şonuň üçin elektron iony hemişe öňe çekiň, plazma bolsa hemişe elektrik-bitarap bolup galýar.Uly bölejikler elektrik taýdan bitarap ýa-da birneme otrisatel zarýadlanýar we hili ionlardan we elektronlardan has uludyr, esasan, magnit meýdany we inersiýa boýunça çyzykly hereket täsir etmeýär we içki diwar bilen çaknyşandan soň süzüler. enjam.
Bükülýän magnit meýdanynyň egriligi we gradient süýşmesi we ion-elektron çaknyşyklarynyň utgaşdyrylan funksiýasynda, plazma magnit süzgüç enjamynda gaçyp biler.Häzirki wagtda ulanylýan umumy teoretiki modellerde aşakdaky umumy aýratynlyga eýe bolan Morozow akym modeli we Deýwidson gaty rotor modeli bar: elektronlary berk dikligine hereket edýän magnit meýdany bar.
Magnit süzgüç enjamynda plazmanyň eksenel hereketini ugrukdyrýan magnit meýdanynyň güýji şeýle bolmaly:

Mi, Vo we Z ion massasy, transport tizligi we degişlilikde göterilýän zarýadlaryň sanydyr.a magnit süzgüçiň içki diametri, e bolsa elektron zarýady.
Käbir ýokary energiýa ionlarynyň elektron şöhlesi bilen doly baglanyşyp bilmejekdigini bellemelidiris.Magnit süzgüçiň içki diwaryna baryp, içki diwary oňyn potensiala öwrüp bilerler, bu bolsa öz gezeginde ionlaryň içki diwara ýetmegini dowam etdirer we plazmanyň ýitmegini azaldar.
Bu hadysa görä, maksatly ion transportynyň netijeliligini ýokarlandyrmak üçin ionlaryň çaknyşmagynyň öňüni almak üçin magnit süzgüç enjamynyň diwaryna degişli oňyn ikitaraplaýyn basyş ulanylyp bilner.

Magnit süzgüç enjamynyň klassifikasiýasy
(1) Çyzykly gurluş.Magnit meýdany, ion şöhleleriniň akymy üçin katod nokadynyň ululygyny we makroskopiki bölejik toparlarynyň paýyny azaldyp, plazmadaky çaknyşyklary güýçlendirip, bitarap bölejikleriň ionlara öwrülmegine we makroskopikleriň sanyny azaltmagyna ýol açýar. bölejik toparlary we magnit meýdanynyň güýji artdygyça uly bölejikleriň sanyny çalt azaldar.Adaty köp ýaýly ion örtük usuly bilen deňeşdirilende, bu gurluşly enjam beýleki usullar sebäpli ýüze çykýan netijeliligiň ep-esli azalmagyny ýeňip geçýär we uly bölejikleriň sanyny takmynan 60% azaltmak bilen filmiň hemişelik depginini üpjün edip biler.
(2) Egrilik görnüşli gurluş.Gurluşyň dürli görnüşleri bar bolsa-da, esasy ýörelge birmeňzeş.Plazma magnit meýdanynyň we elektrik meýdanynyň birleşen funksiýasynyň aşagynda hereket edýär we magnit meýdany magnit güýç çyzyklarynyň ugry boýunça hereketi üýtgetmezden plazmany çäklendirmek we dolandyrmak üçin ulanylýar.Zarýad berilmedik bölejikler çyzykly hereket eder we aýrylar.Bu gurluş enjamy tarapyndan taýýarlanan filmlerde gaty gatylyk, ýeriň pesligi, oňat dykyzlygy, dänäniň birmeňzeş ululygy we filmiň berk ýelmeşmesi bar.XPS derňewi, bu görnüşli enjam bilen örtülen ta-C filmleriniň üstki gatylygynyň 56 GPa ýetip biljekdigini görkezýär, şonuň üçin egri gurluş gurluşy uly bölejikleri aýyrmak üçin iň giňden ulanylýan we täsirli usuldyr, ýöne maksatly ion transportynyň netijeliligi bolmaly hasam gowulaşdy.90 ° egilen magnit süzgüç enjamy iň köp ulanylýan egri gurluş gurluşlaryndan biridir.Ta-C filmleriniň üstki profilinde geçirilen synaglar, 360 ° egilen magnit süzgüç enjamy bilen deňeşdirilende 360 ​​° egilen magnit süzgüç enjamynyň üstki profiliniň kän bir üýtgemeýändigini görkezýär, şonuň üçin 90 ° egilen magnit süzgüçiniň uly bölejikler üçin täsiri bolup biler. gazanyldy.90 ° egilen magnit süzgüç enjamy esasan iki görnüşli gurluşa eýe: biri wakuum kamerasyna, beýlekisi vakuum kamerasyndan ýerleşdirilen we olaryň arasyndaky tapawut diňe gurluşda.90 ° egilen magnit süzgüç enjamynyň iş basyşy 10-2Pa tertipde bolup, örtükli nitrit, oksid, amorf uglerod, ýarymgeçiriji film we metal ýa-da metal däl film ýaly köp sanly programmada ulanylyp bilner. .

Magnit süzgüç enjamynyň netijeliligi
Uly bölejikleriň hemmesi diwar bilen üznüksiz çaknyşyklarda kinetiki energiýany ýitirip bilmeýändigi sebäpli, belli bir mukdarda uly bölejikler turba rozetkasy arkaly substrata ýeter.Şonuň üçin uzyn we dar magnitli süzgüç enjamy uly bölejikleriň has ýokary süzgüç netijeliligine eýedir, ýöne bu wagt maksat ionlarynyň ýitmegini artdyrar we şol bir wagtyň özünde gurluşyň çylşyrymlylygyny ýokarlandyrar.Şonuň üçin magnit süzgüç enjamynyň ajaýyp uly bölejikleri aýyrmagyna we ion transportynyň ýokary netijeliligine göz ýetirmek, köp ýaýly ion örtük tehnologiýasynyň ýokary öndürijilikli inçe filmleri goýmakda giň amaly perspektiwasyna eýe bolmagy üçin zerur şertdir.Magnit süzgüç enjamynyň işleýşine magnit meýdanynyň güýji, egilmek, mehaniki päsgelçilik aperturasy, ýaý çeşmesi tok we zarýadlanan bölejikleriň burçy täsir edýär.Magnit süzgüç enjamynyň laýyk parametrlerini kesgitlemek bilen, uly bölejikleriň süzgüç täsiri we nyşanyň ion geçiriş netijeliligi netijeli gowulaşyp biler.