চৌম্বকীয় পরিস্রাবণ যন্ত্রের মৌলিক তত্ত্ব
প্লাজমা রশ্মির বৃহৎ কণার জন্য চৌম্বকীয় ফিল্টারিং ডিভাইসের ফিল্টারিং প্রক্রিয়া নিম্নরূপ:
প্লাজমা এবং চার্জে থাকা বৃহৎ কণা এবং চার্জ-থেকে-ভর অনুপাতের মধ্যে পার্থক্য ব্যবহার করে, সাবস্ট্রেট এবং ক্যাথোড পৃষ্ঠের মধ্যে একটি "বাধা" (হয় একটি ব্যাফেল বা একটি বাঁকা নল প্রাচীর) স্থাপন করা হয়, যা ক্যাথোড এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যে একটি সরলরেখায় চলমান যেকোনো কণাকে বাধা দেয়, যখন আয়নগুলি চৌম্বক ক্ষেত্র দ্বারা বিচ্যুত হতে পারে এবং "বাধা" পেরিয়ে সাবস্ট্রেটের দিকে যেতে পারে।
চৌম্বকীয় পরিস্রাবণ যন্ত্রের কার্যকারী নীতি
চৌম্বক ক্ষেত্রে, Pe<
Pe এবং Pi হল যথাক্রমে ইলেকট্রন এবং আয়নের Larmor ব্যাসার্ধ, এবং a হল চৌম্বকীয় ফিল্টারের অভ্যন্তরীণ ব্যাস। প্লাজমাতে থাকা ইলেকট্রনগুলি Lorentz বল দ্বারা প্রভাবিত হয় এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের অক্ষ বরাবর ঘূর্ণন করে, অন্যদিকে Larmor ব্যাসার্ধে আয়ন এবং ইলেকট্রনের মধ্যে পার্থক্যের কারণে চৌম্বক ক্ষেত্র আয়নগুলির ক্লাস্টারিংয়ের উপর কম প্রভাব ফেলে। যাইহোক, যখন চৌম্বকীয় ফিল্টার ডিভাইসের অক্ষ বরাবর ইলেকট্রন চলাচল করে, তখন এটি তার ফোকাস এবং শক্তিশালী ঋণাত্মক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কারণে ঘূর্ণন গতির জন্য অক্ষ বরাবর আয়নগুলিকে আকর্ষণ করবে এবং ইলেকট্রনের গতি আয়নের চেয়ে বেশি হবে, তাই ইলেকট্রন ক্রমাগত আয়নটিকে সামনের দিকে টেনে আনবে, যখন প্লাজমা সর্বদা আধা-বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ থাকে। বৃহৎ কণাগুলি বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ বা সামান্য ঋণাত্মকভাবে চার্জযুক্ত, এবং গুণমান আয়ন এবং ইলেকট্রনের তুলনায় অনেক বড়, মূলত চৌম্বক ক্ষেত্র এবং জড়তা বরাবর রৈখিক গতি দ্বারা প্রভাবিত হয় না এবং ডিভাইসের অভ্যন্তরীণ প্রাচীরের সাথে সংঘর্ষের পরে ফিল্টার করা হবে।
বাঁকানো চৌম্বক ক্ষেত্রের বক্রতা এবং গ্রেডিয়েন্ট ড্রিফট এবং আয়ন-ইলেকট্রন সংঘর্ষের সম্মিলিত কার্যকারিতার অধীনে, চৌম্বকীয় পরিস্রাবণ যন্ত্রে প্লাজমাকে বিচ্যুত করা যেতে পারে। বর্তমানে ব্যবহৃত সাধারণ তাত্ত্বিক মডেলগুলি হল মোরোজভ ফ্লাক্স মডেল এবং ডেভিডসন রিজিড রোটর মডেল, যার নিম্নলিখিত সাধারণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে: একটি চৌম্বক ক্ষেত্র রয়েছে যা ইলেকট্রনগুলিকে কঠোরভাবে হেলিকাল পদ্ধতিতে চলাচল করতে বাধ্য করে।
চৌম্বকীয় পরিস্রাবণ যন্ত্রে প্লাজমার অক্ষীয় গতি নির্দেশক চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তি এমন হওয়া উচিত যে:
Mi, Vo, এবং Z হল যথাক্রমে আয়ন ভর, পরিবহন বেগ এবং বহনকৃত চার্জের সংখ্যা। a হল চৌম্বকীয় ফিল্টারের অভ্যন্তরীণ ব্যাস, এবং e হল ইলেকট্রন চার্জ।
এটা মনে রাখা উচিত যে কিছু উচ্চ শক্তির আয়ন ইলেকট্রন রশ্মি দ্বারা সম্পূর্ণরূপে আবদ্ধ হতে পারে না। তারা চৌম্বকীয় ফিল্টারের অভ্যন্তরীণ প্রাচীরে পৌঁছাতে পারে, যার ফলে অভ্যন্তরীণ প্রাচীরটি একটি ধনাত্মক বিভব তৈরি করে, যা আয়নগুলিকে অভ্যন্তরীণ প্রাচীরে পৌঁছাতে বাধা দেয় এবং প্লাজমার ক্ষতি হ্রাস করে।
এই ঘটনা অনুসারে, লক্ষ্য আয়ন পরিবহন দক্ষতা উন্নত করার জন্য আয়নগুলির সংঘর্ষকে বাধা দেওয়ার জন্য চৌম্বকীয় ফিল্টার ডিভাইসের দেয়ালে একটি উপযুক্ত ধনাত্মক পক্ষপাত চাপ প্রয়োগ করা যেতে পারে।
চৌম্বকীয় পরিস্রাবণ যন্ত্রের শ্রেণীবিভাগ
(১) রৈখিক গঠন। চৌম্বক ক্ষেত্র আয়ন রশ্মি প্রবাহের জন্য একটি নির্দেশিকা হিসেবে কাজ করে, ক্যাথোড স্পটের আকার এবং ম্যাক্রোস্কোপিক কণা ক্লাস্টারের অনুপাত হ্রাস করে, একই সাথে প্লাজমার মধ্যে সংঘর্ষকে তীব্র করে, নিরপেক্ষ কণাগুলিকে আয়নে রূপান্তরিত করে এবং ম্যাক্রোস্কোপিক কণা ক্লাস্টারের সংখ্যা হ্রাস করে এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তি বৃদ্ধির সাথে সাথে বৃহৎ কণার সংখ্যা দ্রুত হ্রাস করে। প্রচলিত মাল্টি-আর্ক আয়ন আবরণ পদ্ধতির তুলনায়, এই কাঠামোগত ডিভাইসটি অন্যান্য পদ্ধতির কারণে দক্ষতার উল্লেখযোগ্য হ্রাসকে কাটিয়ে ওঠে এবং মূলত ধ্রুবক ফিল্ম জমার হার নিশ্চিত করতে পারে, একই সাথে বৃহৎ কণার সংখ্যা প্রায় 60% হ্রাস করে।
(২) বক্ররেখার ধরণের কাঠামো। যদিও কাঠামোর বিভিন্ন রূপ রয়েছে, তবে মূল নীতিটি একই। প্লাজমা চৌম্বক ক্ষেত্র এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সম্মিলিত কার্যকারিতার অধীনে চলে এবং চৌম্বক ক্ষেত্রটি চৌম্বক বল রেখার দিকে গতি বিচ্যুত না করে প্লাজমাকে আবদ্ধ এবং নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হয়। এবং চার্জবিহীন কণাগুলি রৈখিক বরাবর সরে যাবে এবং পৃথক হবে। এই কাঠামোগত ডিভাইস দ্বারা প্রস্তুত ফিল্মগুলির উচ্চ কঠোরতা, নিম্ন পৃষ্ঠের রুক্ষতা, ভাল ঘনত্ব, অভিন্ন শস্যের আকার এবং শক্তিশালী ফিল্ম বেস আনুগত্য রয়েছে। XPS বিশ্লেষণ দেখায় যে এই ধরণের ডিভাইসের সাথে লেপা ta-C ফিল্মগুলির পৃষ্ঠের কঠোরতা 56 GPa এ পৌঁছাতে পারে, তাই বক্ররেখার ডিভাইসটি বৃহৎ কণা অপসারণের জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত এবং কার্যকর পদ্ধতি, তবে লক্ষ্য আয়ন পরিবহন দক্ষতা আরও উন্নত করা প্রয়োজন। 90° বাঁক চৌম্বকীয় পরিস্রাবণ ডিভাইসটি সর্বাধিক ব্যবহৃত বক্ররেখার কাঠামো ডিভাইসগুলির মধ্যে একটি। Ta-C ফিল্মের সারফেস প্রোফাইলের উপর পরীক্ষা-নিরীক্ষা করে দেখা গেছে যে 360° বেন্ড ম্যাগনেটিক ফিল্টারেশন ডিভাইসের সারফেস প্রোফাইল 90° বেন্ড ম্যাগনেটিক ফিল্টারেশন ডিভাইসের তুলনায় খুব বেশি পরিবর্তন হয় না, তাই বৃহৎ কণার জন্য 90° বেন্ড ম্যাগনেটিক ফিল্টারেশনের প্রভাব মূলত অর্জন করা যেতে পারে। 90° বেন্ড ম্যাগনেটিক ফিল্টারেশন ডিভাইসে মূলত দুটি ধরণের কাঠামো থাকে: একটি ভ্যাকুয়াম চেম্বারে স্থাপন করা একটি বেন্ড সোলেনয়েড, এবং অন্যটি ভ্যাকুয়াম চেম্বারের বাইরে স্থাপন করা হয় এবং তাদের মধ্যে পার্থক্য কেবল কাঠামোর মধ্যে। 90° বেন্ড ম্যাগনেটিক ফিল্টারেশন ডিভাইসের কাজের চাপ 10-2Pa এর ক্রমানুসারে, এবং এটি নাইট্রাইড, অক্সাইড, নিরাকার কার্বন, সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ম এবং ধাতু বা অ-ধাতব ফিল্মের মতো বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহার করা যেতে পারে।
চৌম্বকীয় পরিস্রাবণ যন্ত্রের দক্ষতা
যেহেতু সমস্ত বৃহৎ কণা প্রাচীরের সাথে ক্রমাগত সংঘর্ষে গতিশক্তি হারাতে পারে না, তাই পাইপের আউটলেটের মাধ্যমে নির্দিষ্ট সংখ্যক বৃহৎ কণা সাবস্ট্রেটে পৌঁছাবে। অতএব, একটি দীর্ঘ এবং সরু চৌম্বকীয় পরিস্রাবণ যন্ত্রের বৃহৎ কণার পরিস্রাবণ দক্ষতা বেশি, তবে এই সময়ে এটি লক্ষ্য আয়নের ক্ষতি বৃদ্ধি করবে এবং একই সাথে কাঠামোর জটিলতাও বৃদ্ধি করবে। অতএব, উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন পাতলা ফিল্ম জমা করার ক্ষেত্রে ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনার জন্য বহু-আর্ক আয়ন আবরণ প্রযুক্তির জন্য চৌম্বকীয় পরিস্রাবণ যন্ত্রের চমৎকার বৃহৎ কণা অপসারণ এবং আয়ন পরিবহনের উচ্চ দক্ষতা নিশ্চিত করা একটি প্রয়োজনীয় পূর্বশর্ত। চৌম্বকীয় পরিস্রাবণ যন্ত্রের কার্যকারিতা চৌম্বকীয় ক্ষেত্র শক্তি, বাঁক পক্ষপাত, যান্ত্রিক ব্যাফেল অ্যাপারচার, আর্ক সোর্স কারেন্ট এবং চার্জযুক্ত কণা আপতন কোণ দ্বারা প্রভাবিত হয়। চৌম্বকীয় পরিস্রাবণ যন্ত্রের যুক্তিসঙ্গত পরামিতি নির্ধারণ করে, বৃহৎ কণার ফিল্টারিং প্রভাব এবং লক্ষ্যের আয়ন স্থানান্তর দক্ষতা কার্যকরভাবে উন্নত করা যেতে পারে।
পোস্টের সময়: নভেম্বর-০৮-২০২২