ማግኔቲክ ማጣሪያ ቴክኖሎጂ

የማግኔቲክ ማጣሪያ መሣሪያ መሰረታዊ ፅንሰ-ሀሳብ
በፕላዝማ ጨረር ውስጥ ለትላልቅ ቅንጣቶች የማግኔቲክ ማጣሪያ መሳሪያ የማጣሪያ ዘዴ እንደሚከተለው ነው፡
በፕላዝማ እና በቻርጅ-ወደ-ጅምላ ጥምርታ መካከል ባለው ልዩነት፣ በንጥረ ነገር እና በካቶድ ወለል መካከል የሚቀመጥ “እንቅፋት” (ባፍል ወይም የተጠማዘዘ የቱቦ ግድግዳ) አለ፣ ይህም በካቶድ እና በንጥረ ነገር መካከል ቀጥ ባለ መስመር የሚንቀሳቀሱ ማንኛውንም ቅንጣቶችን የሚያግድ ሲሆን አዮኖቹ ደግሞ በማግኔቲክ መስክ ሊገለበጡ እና “እንቅፋት” በኩል ወደ ንብረቶቹ ሊተላለፉ ይችላሉ።

የማግኔቲክ ማጣሪያ መሣሪያ የአሠራር መርህ

በመግነጢሳዊ መስክ፣ ፔ<

ፔ እና ፒኢ በቅደም ተከተል የኤሌክትሮኖች እና የአየኖች የላርሞር ራዲየስ ሲሆኑ፣ እና a የማግኔቲክ ማጣሪያው ውስጣዊ ዲያሜትር ነው። በፕላዝማ ውስጥ ያሉት ኤሌክትሮኖች በሎሬንትዝ ኃይል ተጽዕኖ ይደረግባቸዋል እና በማግኔቲክ መስክ በአክሲያል መንገድ ይሽከረከራሉ፣ መግነጢሳዊ መስክ ደግሞ በላርሞር ራዲየስ ውስጥ ባሉ አየኖች እና ኤሌክትሮኖች መካከል ባለው ልዩነት ምክንያት በአየኖች ክላስተር ላይ ያነሰ ተጽእኖ ይኖረዋል። ሆኖም፣ በመግነጢሳዊ ማጣሪያ መሳሪያው ዘንግ ላይ የኤሌክትሮን እንቅስቃሴ ሲደረግ፣ በትኩረት እና በጠንካራው አሉታዊ የኤሌክትሪክ መስክ ምክንያት ለመሽከርከር እንቅስቃሴ በአክሲያል በኩል አየኖችን ይስባል፣ እና የኤሌክትሮን ፍጥነት ከአዮን የበለጠ ስለሆነ፣ ኤሌክትሮኑ አየኑን ያለማቋረጥ ወደፊት ይጎትታል፣ ፕላዝማው ሁልጊዜም በኤሌክትሪክ ገለልተኛ ሆኖ ይቆያል። ትላልቅ ቅንጣቶች በኤሌክትሪክ ገለልተኛ ወይም በትንሹ አሉታዊ በሆነ መልኩ የተሞሉ ናቸው፣ እና ጥራቱ ከአየኖች እና ከኤሌክትሮኖች በጣም ትልቅ ነው፣ በመሠረቱ በመግነጢሳዊ መስክ እና በመስመራዊ እንቅስቃሴ በኢነርቲያ በኩል አይነኩም፣ እና ከመሳሪያው ውስጣዊ ግድግዳ ጋር ከተጋጨ በኋላ ይጣራሉ።
በማጠፊያው መግነጢሳዊ መስክ ኩርባ እና ቅልመት ተንሸራታች እና አዮን-ኤሌክትሮን ግጭቶች ጥምር ተግባር ስር፣ ፕላዝማው በማግኔቲክ ማጣሪያ መሳሪያው ውስጥ ሊገለበጥ ይችላል። በዛሬው ጊዜ ጥቅም ላይ የዋሉት የተለመዱ የቲዎሬቲካል ሞዴሎች የሞሮዞቭ ፍሰት ሞዴል እና የዴቪድሰን ግትር ሮተር ሞዴል ናቸው፣ እነዚህም የሚከተሉትን የተለመዱ ባህሪያት አሏቸው፡ ኤሌክትሮኖች በጥብቅ ሄሊካል በሆነ መንገድ እንዲንቀሳቀሱ የሚያደርግ መግነጢሳዊ መስክ አለ።
በማግኔቲክ ማጣሪያ መሳሪያው ውስጥ የፕላዝማውን አክሲያል እንቅስቃሴ የሚመራው የመግነጢሳዊ መስክ ጥንካሬ እንደሚከተለው መሆን አለበት፡

ሚ፣ ቮ እና ዜድ በቅደም ተከተል የሚሸከሙት የአዮን ክብደት፣ የትራንስፖርት ፍጥነት እና የቻርጅ ብዛት ናቸው። a የማግኔቲክ ማጣሪያው ውስጣዊ ዲያሜትር ሲሆን e ደግሞ የኤሌክትሮን ቻርጅ ነው።
አንዳንድ ከፍተኛ የኃይል አየኖች በኤሌክትሮን ጨረር ሙሉ በሙሉ ሊታሰሩ እንደማይችሉ ልብ ሊባል ይገባል። ወደ ማግኔቲክ ማጣሪያው ውስጠኛ ግድግዳ ላይ ሊደርሱ ይችላሉ፣ ይህም ውስጣዊውን ግድግዳ በአዎንታዊ አቅም ላይ ያደርገዋል፣ ይህም በተራው አየኖቹ ወደ ውስጠኛው ግድግዳ እንዳይደርሱ የሚከለክል እና የፕላዝማ መጥፋትን የሚቀንስ ነው።
በዚህ ክስተት መሠረት፣ የአዮኖችን ግጭት ለመከላከል የዒላማ አዮኖችን የትራንስፖርት ውጤታማነት ለማሻሻል በማግኔቲክ ማጣሪያ መሳሪያው ግድግዳ ላይ ተገቢ የሆነ አዎንታዊ አድልዎ ግፊት ሊተገበር ይችላል።

የማግኔቲክ ማጣሪያ መሳሪያ ምደባ
(1) መስመራዊ መዋቅር። መግነጢሳዊው መስክ የአዮን ጨረር ፍሰትን እንደ መመሪያ ሆኖ ያገለግላል፣ የካቶድ ቦታውን መጠን እና የማክሮስኮፒክ ቅንጣት ክላስተሮችን መጠን ይቀንሳል፣ በፕላዝማ ውስጥ ያሉትን ግጭቶች እያጠናከረ፣ ገለልተኛ ቅንጣቶች ወደ አዮኖች እንዲለወጡ እና የማክሮስኮፒክ ቅንጣት ክላስተሮችን ቁጥር እንዲቀንሱ ያደርጋል፣ እና የመግነጢሳዊ መስክ ጥንካሬ ሲጨምር የትላልቅ ቅንጣቶችን ቁጥር በፍጥነት ይቀንሳል። ከተለመደው ባለብዙ-አርክ አዮን ሽፋን ዘዴ ጋር ሲነጻጸር፣ ይህ የተዋቀረ መሣሪያ በሌሎች ዘዴዎች ምክንያት የሚመጣውን ከፍተኛ የቅልጥፍና መቀነስ ያሸንፋል እና የትላልቅ ቅንጣቶችን ቁጥር በ60% ገደማ በመቀነስ በመሠረቱ የማያቋርጥ የፊልም ማስቀመጫ መጠን ማረጋገጥ ይችላል።
(2) የኩርባ አይነት መዋቅር። መዋቅሩ የተለያዩ ቅርጾች ቢኖሩትም፣ መሠረታዊው መርህ ተመሳሳይ ነው። ፕላዝማው በማግኔቲክ መስክ እና በኤሌክትሪክ መስክ የተቀናጀ ተግባር ስር ይንቀሳቀሳል፣ እና መግነጢሳዊ መስክ በማግኔቲክ ኃይል መስመሮች አቅጣጫ እንቅስቃሴን ሳያዛባ ፕላዝማውን ለመገደብ እና ለመቆጣጠር ይጠቅማል። ያልተሞሉት ቅንጣቶችም በመስመራዊው መንገድ ይንቀሳቀሳሉ እና ይለያያሉ። በዚህ መዋቅራዊ መሣሪያ የተዘጋጁት ፊልሞች ከፍተኛ ጥንካሬ፣ ዝቅተኛ የገጽታ ሸካራነት፣ ጥሩ ጥግግት፣ ወጥ የሆነ የእህል መጠን እና ጠንካራ የፊልም መሠረት ማጣበቂያ አላቸው። የXPS ትንተና እንደሚያሳየው በዚህ አይነት መሳሪያ የተሸፈኑ የta-C ፊልሞች የገጽታ ጥንካሬ 56 GPa ሊደርስ ይችላል፣ ስለዚህ የተጠማዘዘው መዋቅራዊ መሳሪያ ለትላልቅ ቅንጣቶች ማስወገጃ በጣም በስፋት ጥቅም ላይ የሚውል እና ውጤታማ ዘዴ ነው፣ ነገር ግን የታለመው ion ትራንስፖርት ውጤታማነት የበለጠ መሻሻል አለበት። የ90° መታጠፊያ መግነጢሳዊ ማጣሪያ መሳሪያው በስፋት ጥቅም ላይ ከሚውሉት የተጠማዘዘ መዋቅራዊ መሳሪያዎች አንዱ ነው። በTa-C ፊልሞች የገጽታ መገለጫ ላይ የተደረጉ ሙከራዎች እንደሚያሳዩት የ360° መታጠፊያ መግነጢሳዊ ማጣሪያ መሳሪያው የገጽታ መገለጫ ከ90° መታጠፊያ መግነጢሳዊ ማጣሪያ መሳሪያ ጋር ሲነጻጸር ብዙም አይለወጥም፣ ስለዚህ ለትላልቅ ቅንጣቶች የ90° መታጠፊያ መግነጢሳዊ ማጣሪያ ውጤት በመሠረቱ ሊሳካ ይችላል። የ90° ማጠፊያ መግነጢሳዊ ማጣሪያ መሳሪያ በዋናነት ሁለት አይነት መዋቅሮች አሉት፡ አንደኛው በቫክዩም ክፍል ውስጥ የተቀመጠ የቤንድ ሶሌኖይድ ሲሆን ሌላኛው ደግሞ ከቫክዩም ክፍሉ ውጭ የተቀመጠ ሲሆን በመካከላቸው ያለው ልዩነት በመዋቅሩ ውስጥ ብቻ ነው። የ90° ማጠፊያ መግነጢሳዊ ማጣሪያ መሳሪያ የስራ ግፊት ከ10-2Pa ቅደም ተከተል ያለው ሲሆን እንደ ሽፋን ናይትሬድ፣ ኦክሳይድ፣ አሞርፎስ ካርቦን፣ ሴሚኮንዳክተር ፊልም እና ብረት ወይም ብረት ያልሆነ ፊልም ባሉ ሰፊ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል።

የማግኔቲክ ማጣሪያ መሳሪያ ውጤታማነት
ሁሉም ትላልቅ ቅንጣቶች ከግድግዳው ጋር በተከታታይ በሚጋጩበት ጊዜ የኪነቲክ ኃይልን ሊያጡ ስለማይችሉ፣ የተወሰነ ቁጥር ያላቸው ትላልቅ ቅንጣቶች በቧንቧ መውጫ በኩል ወደ ንጣፉ ይደርሳሉ። ስለዚህ፣ ረጅምና ጠባብ የሆነ መግነጢሳዊ ማጣሪያ መሳሪያ ትላልቅ ቅንጣቶችን የማጣራት ውጤታማነት ከፍ ያለ ነው፣ ነገር ግን በዚህ ጊዜ የታለሙ አየኖችን መጥፋት ይጨምራል እና በተመሳሳይ ጊዜ የመዋቅሩን ውስብስብነት ይጨምራል። ስለዚህ፣ መግነጢሳዊ ማጣሪያ መሳሪያው እጅግ በጣም ጥሩ ትልቅ ቅንጣት ማስወገድ እና የአዮን ትራንስፖርት ከፍተኛ ብቃት ያለው መሆኑን ማረጋገጥ ባለብዙ-አርክ አዮን ሽፋን ቴክኖሎጂ ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸው ቀጭን ፊልሞችን ለማስቀመጥ ሰፊ የትግበራ ተስፋ እንዲኖረው አስፈላጊ ቅድመ ሁኔታ ነው። የመግነጢሳዊ ማጣሪያ መሳሪያው አሠራር በመግነጢሳዊ መስክ ጥንካሬ፣ በማጠፍ አድልዎ፣ በሜካኒካል ባፍል ቀዳዳ፣ በአርክ ምንጭ የአሁኑ እና በተሞላው የቅንጣት ክስተት አንግል ይነካል። የመግነጢሳዊ ማጣሪያ መሳሪያውን ምክንያታዊ መለኪያዎች በማቀናበር፣ የትላልቅ ቅንጣቶች የማጣራት ውጤት እና የዒላማው የአዮን ዝውውር ውጤታማነት በብቃት ሊሻሻል ይችላል።