Teknoloji filtraj mayetik

Teyori debaz aparèy filtraj mayetik la
Mekanis filtraj aparèy filtraj mayetik la pou gwo patikil nan gwo bout bwa plasma a se jan sa a:
Lè nou itilize diferans ki genyen ant plasma a ak gwo patikil yo nan rapò chaj ak chaj-mas, gen yon "baryè" (swa yon deflektè oswa yon miray tib koube) ki plase ant substra a ak sifas katod la, ki bloke nenpòt patikil k ap deplase nan yon liy dwat ant katod la ak substra a, pandan ke iyon yo ka devye pa chan mayetik la epi pase nan "baryè" a pou rive nan substra a.

Prensip fonksyònman aparèy filtraj mayetik la

Nan chan mayetik la, Pe<

Pe ak Pi se reyon Larmor elektwon yo ak iyon yo respektivman, epi a se dyamèt enteryè filtè mayetik la. Elektwon ki nan plasma a afekte pa fòs Lorentz la epi yo vire sou chan mayetik la sou aks yo, alòske chan mayetik la gen mwens efè sou gwoupman iyon yo akòz diferans ki genyen ant iyon yo ak elektwon yo nan reyon Larmor la. Sepandan, lè elektwon an deplase sou aks aparèy filtè mayetik la, li pral atire iyon yo sou aks la pou mouvman wotasyon an akòz konsantrasyon li ak fò chan elektrik negatif la, epi vitès elektwon an pi gran pase iyon an, kidonk elektwon an toujou rale iyon an pi devan, alòske plasma a toujou rete kwazi-net elektrikman. Gwo patikil yo elektrikman netral oswa yon ti kras chaje negatif, epi kalite a pi gwo pase iyon yo ak elektwon yo, fondamantalman pa afekte pa chan mayetik la ak mouvman lineyè sou inèsi a, epi yo pral filtre apre kolizyon ak miray enteryè aparèy la.
Anba fonksyon konbine koube chan mayetik la ak dérivasyon gradyan ak kolizyon iyon-elektwon, plasma a ka devye nan aparèy filtraj mayetik la. Modèl teyorik komen yo itilize jodi a se modèl flux Morozov la ak modèl rotor rijid Davidson an, ki gen karakteristik komen sa a: gen yon chan mayetik ki fè elektwon yo deplase nan yon fason estrikteman elikoidal.
Fòs chan mayetik ki gide mouvman aksyèl plasma a nan aparèy filtraj mayetik la ta dwe konsa:

Mi, Vo, ak Z se mas iyon an, vitès transpò a, ak kantite chaj ki pote yo respektivman. a se dyamèt enteryè filtè mayetik la, epi e se chaj elektwon an.
Li enpòtan pou note ke gen kèk iyon ki gen plis enèji ki pa ka mare nèt ak gwo bout elektwon an. Yo ka rive nan miray enteryè filtè mayetik la, sa ki fè miray enteryè a gen yon potansyèl pozitif, sa ki anpeche iyon yo kontinye rive nan miray enteryè a epi diminye pèt plasma a.
Selon fenomèn sa a, yo ka aplike yon presyon pozitif apwopriye sou miray aparèy filtè mayetik la pou anpeche kolizyon iyon yo pou amelyore efikasite transpò iyon sib la.

Klasifikasyon aparèy filtraj mayetik
(1) Estrikti lineyè. Chan mayetik la aji kòm yon gid pou koule gwo bout bwa iyon an, li diminye gwosè tach katod la ak pwopòsyon gwoupman patikil makroskopik yo, pandan l ap entansifye kolizyon yo nan plasma a, sa ki pouse konvèsyon patikil net yo an iyon epi redwi kantite gwoupman patikil makroskopik yo, epi rapidman diminye kantite gwo patikil yo pandan fòs chan mayetik la ap ogmante. Konpare ak metòd kouch iyon milti-ark konvansyonèl la, aparèy estriktire sa a simonte rediksyon enpòtan nan efikasite ki te koze pa lòt metòd yo epi li ka asire yon to depo fim esansyèlman konstan pandan l ap diminye kantite gwo patikil yo apeprè 60%.
(2) Estrikti tip koub. Malgre ke estrikti a gen plizyè fòm, prensip debaz la rete menm. Plasma a deplase anba fonksyon konbine chan mayetik ak chan elektrik, epi chan mayetik la itilize pou limite ak kontwole plasma a san devye mouvman an sou direksyon liy fòs mayetik yo. Epi patikil ki pa chaje yo pral deplase sou liy lineyè a epi yo pral separe. Fim yo prepare pa aparèy estriktirèl sa a gen yon gwo dite, yon sifas ki pa twò aspèktif, yon bon dansite, yon gwosè grenn inifòm, ak yon baz fim ki solid. Analiz XPS montre ke dite sifas fim ta-C ki kouvri ak kalite aparèy sa a ka rive nan 56 GPa, kidonk aparèy estrikti koub la se metòd ki pi lajman itilize ak efikas pou retire gwo patikil, men efikasite transpò iyon sib la bezwen amelyore plis toujou. Aparèy filtraj mayetik koub 90° a se youn nan aparèy estrikti koub ki pi lajman itilize yo. Eksperyans sou pwofil sifas fim Ta-C yo montre ke pwofil sifas aparèy filtraj mayetik koub 360° a pa chanje anpil konpare ak aparèy filtraj mayetik koub 90° a, kidonk efè filtraj mayetik koub 90° a pou gwo patikil yo ka fondamantalman reyalize. Aparèy filtraj mayetik koube 90° a gen sitou de kalite estrikti: youn se yon solenoid koube ki mete nan chanm vakyòm nan, epi lòt la mete deyò chanm vakyòm nan, epi diferans ki genyen ant yo a se sèlman nan estrikti a. Presyon travay aparèy filtraj mayetik koube 90° a se nan lòd 10-2Pa, epi li ka itilize nan yon pakèt aplikasyon, tankou kouch nitrid, oksid, kabòn amorf, fim semi-kondiktè ak fim metal oswa ki pa metal.

Efikasite aparèy filtraj mayetik la
Piske se pa tout gwo patikil ki ka pèdi enèji sinetik nan kolizyon kontinyèl ak miray la, yon sèten kantite gwo patikil pral rive nan substra a atravè sòti tiyo a. Se poutèt sa, yon aparèy filtraj mayetik long ak etwat gen yon pi gwo efikasite filtraj pou gwo patikil, men nan moman sa a li pral ogmante pèt iyon sib yo epi an menm tan ogmante konpleksite estrikti a. Se poutèt sa, asire ke aparèy filtraj mayetik la gen yon ekselan retire gwo patikil ak yon gwo efikasite transpò iyon se yon prerekizit nesesè pou teknoloji kouch iyon milti-ark la gen yon laj pwospè aplikasyon nan depo fim mens pèfòmans segondè. Operasyon aparèy filtraj mayetik la afekte pa fòs chan mayetik la, polarizasyon koube, ouvèti deflektè mekanik, kouran sous ark la ak ang ensidans patikil chaje yo. Lè yo mete paramèt rezonab nan aparèy filtraj mayetik la, efè filtraj gwo patikil yo ak efikasite transfè iyon sib la ka efektivman amelyore.