Imọ ọna isọ oofa

Imọ ipilẹ ti ẹrọ isọ oofa
Ẹrọ sisẹ ti ẹrọ sisẹ oofa fun awọn patikulu nla ninu tan ina pilasima jẹ bi atẹle:
Lilo iyatọ laarin pilasima ati awọn patikulu nla ni idiyele ati ipin idiyele-si-ibi-iye, “idena” kan wa (boya baffle tabi ogiri tube ti a tẹ) gbigbe laarin sobusitireti ati dada cathode, eyiti o ṣe idiwọ eyikeyi awọn patikulu gbigbe ni a laini taara laarin cathode ati sobusitireti, lakoko ti awọn ions le ṣe iyipada nipasẹ aaye oofa ki o kọja nipasẹ “idana” si sobusitireti.

Ilana iṣẹ ti ẹrọ isọ oofa

Ni aaye oofa, Pe<

Pe ati Pi jẹ awọn rediosi Larmor ti awọn elekitironi ati awọn ions lẹsẹsẹ, ati pe a jẹ iwọn ila opin inu ti àlẹmọ oofa.Awọn elekitironi ti o wa ninu pilasima naa ni ipa nipasẹ ipa Lorentz ati yiyi lẹba aaye oofa axially, lakoko ti aaye oofa ko ni ipa diẹ si awọn iṣupọ ions nitori iyatọ laarin awọn ions ati awọn elekitironi ninu rediosi Larmor.Bibẹẹkọ, nigbati gbigbe elekitironi pẹlu ipo ti ẹrọ àlẹmọ oofa, yoo fa awọn ions lẹgbẹẹ axial fun išipopada iyipo nitori idojukọ rẹ ati aaye ina odi ti o lagbara, ati iyara elekitironi tobi ju ion lọ, nitorinaa elekitironi nigbagbogbo fa ion siwaju, lakoko ti pilasima nigbagbogbo ma wa ni didoju-itanna nigbagbogbo.Awọn patikulu nla naa jẹ didoju eletiriki tabi gba agbara ni odi diẹ, ati pe didara naa tobi pupọ ju awọn ions ati awọn elekitironi, ni ipilẹ ko ni ipa nipasẹ aaye oofa ati išipopada laini lẹgbẹẹ inertia, ati pe yoo jẹ filtered lẹhin ijamba pẹlu odi inu ti ẹrọ.
Labẹ iṣẹ apapọ ti ìsépo aaye oofa titọ ati fiseete gradient ati awọn ikọlu ion-elekitironi, pilasima naa le yipada ninu ẹrọ isọ oofa.Ninu Awọn awoṣe imọ-jinlẹ ti o wọpọ ti a lo loni ni awoṣe ṣiṣan Morozov ati awoṣe rotor rigid Davidson, eyiti o ni ẹya ti o wọpọ atẹle: aaye oofa kan wa ti o jẹ ki awọn elekitironi gbe ni ọna ti o muna.
Agbara aaye oofa ti n ṣe itọsọna išipopada axial ti pilasima ninu ẹrọ isọ oofa yẹ ki o jẹ iru eyi:

Mi, Vo, ati Z jẹ iwọn ion, iyara gbigbe, ati nọmba awọn idiyele ti o gbe lẹsẹsẹ.a jẹ iwọn ila opin inu ti àlẹmọ oofa, ati e jẹ idiyele elekitironi.
O yẹ ki o ṣe akiyesi pe diẹ ninu awọn ions agbara ti o ga julọ ko le di kikun nipasẹ tan ina elekitironi.Wọn le de ọdọ ogiri inu ti àlẹmọ oofa, ṣiṣe odi ti inu ni agbara to dara, eyiti o ṣe idiwọ awọn ions lati tẹsiwaju lati de odi ti inu ati dinku isonu ti pilasima.
Ni ibamu si iṣẹlẹ yii, titẹ ojuṣaaju rere ti o yẹ le ṣee lo si ogiri ẹrọ àlẹmọ oofa lati ṣe idiwọ ikọlu awọn ions lati mu ilọsiwaju gbigbe gbigbe ion ti ibi-afẹde dara si.

Sọri ti oofa ẹrọ
(1) Ilana laini.Aaye oofa naa n ṣiṣẹ bi itọsọna fun ṣiṣan ṣiṣan ion, idinku iwọn ti aaye cathode ati ipin ti awọn iṣupọ patiku macroscopic, lakoko ti o npọ si awọn ikọlu laarin pilasima naa, ti nfa iyipada ti awọn patikulu didoju sinu awọn ions ati idinku nọmba ti macroscopic awọn iṣupọ patiku, ati ni iyara idinku nọmba awọn patikulu nla bi agbara aaye oofa ṣe pọ si.Ti a ṣe afiwe pẹlu ọna ibora olona-arc ion ti aṣa, ẹrọ ti eleto bori idinku pataki ninu ṣiṣe ti o fa nipasẹ awọn ọna miiran ati pe o le rii daju oṣuwọn ifisi fiimu igbagbogbo lakoko ti o dinku nọmba awọn patikulu nla nipasẹ iwọn 60%.
(2) Ipilẹ-iru ọna.Botilẹjẹpe eto naa ni ọpọlọpọ awọn fọọmu, ṣugbọn ipilẹ ipilẹ jẹ kanna.Pilasima naa n gbe labẹ iṣẹ apapọ ti aaye oofa ati aaye ina, ati pe aaye oofa naa ni a lo lati di ati ṣakoso pilasima laisi iyipada išipopada lẹba itọsọna awọn laini agbara oofa.Ati awọn patikulu ti a ko gba agbara yoo gbe ni ọna laini ati ki o yapa.Awọn fiimu ti a pese sile nipasẹ ẹrọ igbekalẹ yii ni líle ti o ga, aibikita dada kekere, iwuwo ti o dara, iwọn ọkà aṣọ, ati ifaramọ ipilẹ fiimu ti o lagbara.Onínọmbà XPS fihan pe líle dada ti awọn fiimu ta-C ti a bo pẹlu iru ẹrọ yii le de ọdọ 56 GPa, nitorinaa ẹrọ igbekalẹ jẹ ọna ti a lo pupọ julọ ati ọna ti o munadoko fun yiyọkuro patiku nla, ṣugbọn ṣiṣe gbigbe ion ibi-afẹde nilo lati jẹ siwaju sii dara si.Ẹrọ isọ oofa ti tẹ 90° jẹ ọkan ninu awọn ẹrọ igbekalẹ ti o ni lilo pupọ julọ.Awọn idanwo lori profaili dada ti awọn fiimu Ta-C fihan pe profaili dada ti 360 ° ẹrọ isọ oofa ti tẹ ko yipada pupọ ni akawe pẹlu 90 ° tẹ ẹrọ isọdi oofa, nitorinaa ipa ti 90 ° tẹ sisẹ oofa fun awọn patikulu nla le jẹ ipilẹ. waye.Ohun elo isọ oofa ti tẹ 90 ° ni akọkọ ni awọn iru awọn ẹya meji: ọkan jẹ solenoid tẹ ti a gbe sinu iyẹwu igbale, ati ekeji ni a gbe jade kuro ninu iyẹwu igbale, ati iyatọ laarin wọn nikan ni eto naa.Awọn titẹ ṣiṣẹ ti 90 ° tẹ ẹrọ isọ oofa ti o wa ni aṣẹ ti 10-2Pa, ati pe o le ṣee lo ni ọpọlọpọ awọn ohun elo, gẹgẹbi nitride ti a bo, oxide, carbon amorphous, fiimu semikondokito ati irin tabi fiimu ti kii ṣe irin. .

Iṣiṣẹ ti ẹrọ isọ oofa
Niwọn bi kii ṣe gbogbo awọn patikulu nla le padanu agbara kainetik ni awọn ikọlu lemọlemọfún pẹlu odi, nọmba kan ti awọn patikulu nla yoo de sobusitireti nipasẹ iṣan paipu.Nitorinaa, ẹrọ isọdi oofa gigun ati dín ni ṣiṣe isọdi ti o ga julọ ti awọn patikulu nla, ṣugbọn ni akoko yii yoo mu isonu ti awọn ions ibi-afẹde pọ si ati ni akoko kanna mu idiju ti eto naa pọ si.Nitorinaa, aridaju pe ẹrọ isọ oofa ni yiyọkuro patiku nla nla ti o dara julọ ati ṣiṣe giga ti gbigbe ion jẹ ohun pataki ṣaaju fun imọ-ẹrọ aabọ ion pupọ lati ni ifojusọna ohun elo jakejado ni fifipamọ awọn fiimu tinrin iṣẹ ṣiṣe giga.Iṣiṣẹ ti ẹrọ isọ oofa naa ni ipa nipasẹ agbara aaye oofa, irẹjẹ tẹ, aperture baffle ẹrọ, orisun arc lọwọlọwọ ati igun iṣẹlẹ iṣẹlẹ idiyele.Nipa ṣeto awọn aye ti o ni oye ti ẹrọ isọ oofa, ipa sisẹ ti awọn patikulu nla ati ṣiṣe gbigbe ion ti ibi-afẹde le ni ilọsiwaju daradara.