Magnetiese filtrasie tegnologie

Basiese teorie van magnetiese filtrasie toestel
Die filtermeganisme van die magnetiese filtertoestel vir groot deeltjies in die plasmastraal is soos volg:
Deur die verskil tussen plasma en groot deeltjies in lading en lading-tot-massa-verhouding te gebruik, is daar 'n "versperring" (óf 'n keerplaat of 'n geboë buiswand) wat tussen die substraat en die katode-oppervlak geplaas word, wat enige deeltjies wat in 'n reguitlyn tussen die katode en die substraat, terwyl die ione deur die magneetveld afgebuig kan word en deur die “versperring” na die substraat beweeg.

Werksbeginsel van magnetiese filtreertoestel

In die magnetiese veld, Pe<

Pe en Pi is die Larmor-radiusse van elektrone en ione onderskeidelik, en a is die binnedeursnee van die magnetiese filter.Die elektrone in die plasma word deur die Lorentz-krag beïnvloed en draai aksiaal langs die magnetiese veld, terwyl die magnetiese veld minder effek op die ione se groepering het as gevolg van die verskil tussen die ione en elektrone in die Larmor-radius.Wanneer die elektronbeweging egter langs die as van die magnetiese filtertoestel is, sal dit ione langs die aksiale aantrek vir die rotasiebeweging as gevolg van sy fokus en die sterk negatiewe elektriese veld, en die elektronspoed is groter as die ioon, dus die elektron trek die ioon voortdurend vorentoe, terwyl die plasma altyd kwasi-elektries neutraal bly.Die groot deeltjies is elektries neutraal of effens negatief gelaai, en die kwaliteit is baie groter as die ione en elektrone, basies nie beïnvloed deur die magnetiese veld en lineêre beweging langs die traagheid nie, en sal uitgefiltreer word na botsing met die binnewand van die toestel.
Onder die gekombineerde funksie van die buigende magnetiese veldkromming en gradiëntdrywing en ioon-elektronbotsings, kan die plasma in die magnetiese filtrasietoestel afgebuig word.In Die algemene teoretiese modelle wat vandag gebruik word, is die Morozov-vloedmodel en die Davidson-rigiede rotormodel, wat die volgende gemeenskaplike kenmerk het: daar is 'n magnetiese veld wat die elektrone op 'n streng heliese wyse laat beweeg.
Die sterkte van die magnetiese veld wat die aksiale beweging van die plasma in die magnetiese filtreertoestel lei, moet so wees dat:

Mi, Vo en Z is onderskeidelik die ioonmassa, die vervoersnelheid en die aantal ladings wat gedra word.a is die binnedeursnee van die magnetiese filter, en e is die elektronlading.
Daar moet kennis geneem word dat sommige hoërenergie-ione nie ten volle deur die elektronstraal gebind kan word nie.Hulle kan die binnewand van die magnetiese filter bereik, wat die binnewand op 'n positiewe potensiaal maak, wat op sy beurt die ione inhibeer om voort te gaan om die binnewand te bereik en die verlies aan plasma verminder.
Volgens hierdie verskynsel kan 'n gepaste positiewe voorspanningsdruk op die wand van die magnetiese filtertoestel toegepas word om die botsing van ione te inhibeer om die doel-ioonvervoerdoeltreffendheid te verbeter.

Klassifikasie van magnetiese filtrasie toestel
(1) Lineêre struktuur.Die magneetveld dien as 'n gids vir die ioonstraalvloei, wat die grootte van die katodevlek en die proporsie makroskopiese partikelgroepe verminder, terwyl dit die botsings binne die plasma versterk, wat die omskakeling van neutrale deeltjies in ione aanspoor en die aantal makroskopiese partikels verminder. deeltjiegroepe, en die aantal groot deeltjies vinnig te verminder namate die magneetveldsterkte toeneem.In vergelyking met die konvensionele multi-boog-ioonbedekkingsmetode, oorkom hierdie gestruktureerde toestel die aansienlike vermindering in doeltreffendheid wat deur ander metodes veroorsaak word en kan in wese konstante filmneerslagtempo verseker terwyl die aantal groot deeltjies met ongeveer 60% verminder word.
(2) Kromme-tipe struktuur.Alhoewel die struktuur verskeie vorme het, maar die basiese beginsel is dieselfde.Die plasma beweeg onder die gekombineerde funksie van magnetiese veld en elektriese veld, en die magnetiese veld word gebruik om die plasma te beperk en te beheer sonder om beweging langs die rigting van magnetiese kraglyne af te buig.En die ongelaaide deeltjies sal langs die lineêre beweeg en geskei word.Die films wat deur hierdie strukturele toestel voorberei word, het 'n hoë hardheid, lae oppervlakruwheid, goeie digtheid, eenvormige korrelgrootte en sterk filmbasis-adhesie.XPS-analise toon dat die oppervlakhardheid van ta-C-films wat met hierdie tipe toestel bedek is 56 GPa kan bereik, dus is die geboë struktuurtoestel die mees gebruikte en effektiewe metode vir die verwydering van groot deeltjies, maar die doel-ioonvervoerdoeltreffendheid moet wees verder verbeter.Die 90° buig magnetiese filtrasie toestel is een van die mees gebruikte geboë struktuur toestelle.Eksperimente op die oppervlakprofiel van Ta-C-films toon dat die oppervlakprofiel van 360° buig magnetiese filtrasie toestel nie veel verander in vergelyking met 90° buig magnetiese filtrasie toestel nie, dus kan die effek van 90° buig magnetiese filtrasie vir groot deeltjies basies wees behaal.90° buig magnetiese filtrasie toestel het hoofsaaklik twee tipes strukture: een is 'n buig solenoïde geplaas in die vakuum kamer, en die ander is geplaas uit die vakuum kamer, en die verskil tussen hulle is slegs in die struktuur.Die werkdruk van 90° buig magnetiese filtrasie toestel is in die orde van 10-2Pa, en dit kan gebruik word in 'n wye verskeidenheid van toepassings, soos coating nitried, oksied, amorfe koolstof, halfgeleier film en metaal of nie-metaal film .

Die doeltreffendheid van magnetiese filtrasie toestel
Aangesien nie alle groot deeltjies kinetiese energie kan verloor in voortdurende botsings met die muur nie, sal 'n sekere aantal groot deeltjies die substraat deur die pypuitlaat bereik.Daarom het 'n lang en smal magnetiese filtreertoestel 'n hoër filtrasiedoeltreffendheid van groot deeltjies, maar op hierdie tydstip sal dit die verlies van teikenione verhoog en terselfdertyd die kompleksiteit van die struktuur verhoog.Om te verseker dat die magnetiese filtreertoestel uitstekende verwydering van groot deeltjies en hoë doeltreffendheid van ioonvervoer het, is dus 'n noodsaaklike voorvereiste vir multi-boog-ioonbedekkingstegnologie om 'n wye toepassingsvooruitsig te hê in die deponering van hoë werkverrigting dun films.Die werking van die magnetiese filtreertoestel word beïnvloed deur die magneetveldsterkte, buigvooroordeel, meganiese keerplaatopening, boogbronstroom en gelaaide deeltjie-invalshoek.Deur redelike parameters van die magnetiese filtreertoestel in te stel, kan die filtereffek van groot deeltjies en die ioonoordragdoeltreffendheid van die teiken effektief verbeter word.