Teòiridh bhunasach inneal sìolaidh magnetach
Seo mar a tha an dòigh-sìolaidh aig an inneal sìolaidh magnetach airson mìrean mòra anns a’ ghath plasma:
A’ cleachdadh an eadar-dhealachaidh eadar plasma agus mìrean mòra ann an cosgais agus co-mheas cosgais-ri-tomad, tha “bacadh” (an dàrna cuid baffle no balla tiùba lùbte) eadar an t-substrate agus uachdar a’ chatod, a chuireas bacadh air mìrean sam bith a tha a’ gluasad ann an loidhne dhìreach eadar an catod agus an t-substrate, agus faodaidh na h-ianan a bhith air an tionndadh leis an raon magnetach agus a dhol tron “bhacadh” chun an t-substrate.
Prionnsabal obrach inneal sìolaidh magnetach
Anns an raon magnetach, Pe<
’S e Pe agus Pi radii Larmor nan dealanan agus nan ianan fa leth, agus ’s e a trast-thomhas a-staigh an criathrag magnetach. Tha buaidh aig feachd Lorentz air na dealanan anns a’ phlasma agus bidh iad a’ snìomh air feadh an raoin magnetach gu h-aiseach, agus chan eil buaidh cho mòr aig an raon magnetach air cruinneachadh nan ianan air sgàth an eadar-dhealachaidh eadar na h-ianan agus na dealanan ann an radius Larmor. Ach, nuair a ghluaiseas na dealanan air feadh ais an inneil criathrag magnetach, tàlaidh e ianan air feadh an ais airson a’ ghluasad rothlach air sgàth a fhòcas agus an raon dealain àicheil làidir, agus tha astar an dealan nas motha na an ian, agus mar sin bidh an dealan an-còmhnaidh a’ tarraing an ian air adhart, agus bidh am plasma an-còmhnaidh neodrach gu ìre mhòr dealanach. Tha na mìrean mòra neodrach gu dealain no beagan àicheil, agus tha an càileachd mòran nas motha na na h-ianan agus na dealanan, gu bunaiteach chan eil buaidh aig an raon magnetach agus gluasad loidhneach air feadh an inertia orra, agus thèid an sìoladh a-mach às deidh dhaibh bualadh le balla a-staigh an inneil.
Fo ghnìomh còmhla lùbadh, lùbadh an achaidh magnetach agus gluasad caisead agus bualaidhean ian-electron, faodar am plasma a thionndadh san inneal sìolaidh magnetach. Is iad na modailean teòiridheach cumanta a thathas a’ cleachdadh an-diugh modail flux Morozov agus modail rotor cruaidh Davidson, aig a bheil an fheart cumanta a leanas: tha raon magnetach ann a bheir air na dealanan gluasad ann an dòigh gu tur helical.
Bu chòir neart an raoin magnetach a tha a’ stiùireadh gluasad aiseach a’ phlasma san inneal sìolaidh magnetach a bhith cho làidir is gu bheil:
Is iad Mi, Vo, agus Z mais nan ian, astar a’ ghiùlain, agus àireamh nan cosgaisean a thèid a ghiùlan fa leth. Is e a trast-thomhas a-staigh an criathrag magnetach, agus is e e cosgais nan dealanach.
Bu chòir a thoirt fa-near nach urrainn don ghath electron cuid de na h-ianan le lùth nas àirde a cheangal gu tur. Dh’ fhaodadh iad ruighinn air balla a-staigh an criathrag magnetach, a’ fàgail a’ bhalla a-staigh aig comas deimhinneach, a chuireas casg air na h-ianan bho bhith a’ leantainn air adhart a’ ruighinn a’ bhalla a-staigh agus a’ lughdachadh call plasma.
A rèir an iongantas seo, faodar cuideam claonadh deimhinneach iomchaidh a chuir air balla an inneil sìoltachain magnetach gus casg a chuir air bualadh ian gus èifeachdas còmhdhail ian targaid a leasachadh.
Seòrsachadh inneal sìolaidh magnetach
(1) Structar loidhneach. Bidh an raon magnetach ag obair mar stiùireadh airson sruthadh beam nan ian, a’ lughdachadh meud puing a’ chatod agus co-roinn nan cruinneachaidhean gràinean macrascopach, agus aig an aon àm a’ neartachadh nam bualaidhean taobh a-staigh a’ phlasma, a’ brosnachadh tionndadh gràinean neodrach gu ianan agus a’ lughdachadh àireamh nan cruinneachaidhean gràinean macrascopach, agus a’ lughdachadh gu luath àireamh nam gràinean mòra mar a bhios neart an raoin magnetach ag àrdachadh. An coimeas ris an dòigh còmhdach ian ioma-bhogha àbhaisteach, bidh an inneal structaraichte seo a’ faighinn thairis air an lùghdachadh mòr ann an èifeachdas air adhbhrachadh le dòighean eile agus faodaidh e dèanamh cinnteach à ìre tasgadh film seasmhach aig an aon àm a’ lughdachadh àireamh nam gràinean mòra mu 60%.
(2) Structar seòrsa lùbte. Ged a tha diofar chruthan aig an structar, tha am prionnsapal bunaiteach mar an ceudna. Bidh am plasma a’ gluasad fo ghnìomh còmhlaichte raon magnetach agus raon dealain, agus thathas a’ cleachdadh an raoin magnetach gus am plasma a chuingealachadh agus a smachdachadh gun gluasad a thionndadh air feadh stiùireadh loidhnichean feachd magnetach. Agus gluaisidh na mìrean gun luchd air feadh an loidhne agus thèid an sgaradh. Tha cruas àrd, garbh-uachdar ìosal, dùmhlachd mhath, meud gràin aonfhoirmeil, agus greamachadh làidir bonn film aig na filmichean a chaidh ullachadh leis an inneal structarail seo. Tha mion-sgrùdadh XPS a’ sealltainn gum faod cruas uachdar fhilmichean ta-C còmhdaichte leis an t-seòrsa inneal seo ruighinn 56 GPa, agus mar sin is e an inneal structar lùbte an dòigh as fharsainge a thathas a’ cleachdadh agus as èifeachdaiche airson mìrean mòra a thoirt air falbh, ach feumar èifeachdas còmhdhail ian targaid a leasachadh tuilleadh. Tha an inneal sìolaidh magnetach lùbte 90° mar aon de na h-innealan structar lùbte as fharsainge a thathas a’ cleachdadh. Tha deuchainnean air pròifil uachdar fhilmichean Ta-C a’ sealltainn nach eil pròifil uachdar inneal sìolaidh magnetach lùbte 360° ag atharrachadh mòran an taca ri inneal sìolaidh magnetach lùbte 90°, agus mar sin faodar buaidh sìolaidh magnetach lùbte 90° airson mìrean mòra a choileanadh gu bunaiteach. Tha dà sheòrsa structar aig inneal sìolaidh magnetach lùbte 90° sa mhòr-chuid: is e aon solenoid lùbte a tha air a chuir anns an t-seòmar falamh, agus tha am fear eile air a chuir a-mach às an t-seòmar falamh, agus chan eil an diofar eatorra ach anns an structar. Tha cuideam obrach inneal sìolaidh magnetach lùbte 90° timcheall air 10-2Pa, agus faodar a chleachdadh ann an raon farsaing de thagraidhean, leithid còmhdach nitride, ocsaid, carbon neo-chruthach, film leth-chonnsachaidh agus film meatailt no neo-mheatailt.
Èifeachdas inneal sìolaidh magnetach
Leis nach urrainn do gach mìrean mòra lùth cineatach a chall ann am bualadh leantainneach leis a’ bhalla, ruigidh àireamh àraidh de mhìrean mòra an t-substrate tron t-slighe a-mach às a’ phìob. Mar sin, tha èifeachdas sìolaidh nas àirde aig inneal sìolaidh magnetach fada is cumhang airson mìrean mòra, ach aig an àm seo meudaichidh e call ianan targaid agus aig an aon àm meudaichidh e iom-fhillteachd an structair. Mar sin, tha dèanamh cinnteach gu bheil toirt air falbh mìrean mòra sàr-mhath aig an inneal sìolaidh magnetach agus èifeachdas àrd còmhdhail ian na riatanas riatanach airson teicneòlas còmhdach ian ioma-bhogha gus am bi cothrom tagraidh farsaing aig teicneòlas còmhdach ian ioma-bhogha ann a bhith a’ tasgadh fhilmichean tana àrd-choileanaidh. Tha buaidh aig neart an raoin magnetach, claonadh lùbadh, fosgladh baffle meacanaigeach, sruth stòr bogh agus ceàrn tachartais mìrean luchdaichte air obrachadh an inneil sìolaidh magnetach. Le bhith a’ suidheachadh paramadairean reusanta an inneil sìolaidh magnetach, faodar buaidh sìolaidh mìrean mòra agus èifeachdas gluasaid ian an targaid a leasachadh gu h-èifeachdach.
Àm puist: 8 dhen t-Samhain 2022