Teknolojiya parzûna magnetîkî

Teoriya bingehîn a cîhaza parzûna magnetîkî
Mekanîzmaya fîlterkirinê ya cîhaza fîlterkirina magnetîkî ji bo perçeyên mezin ên di tîrêjên plazmayê de wiha ye:
Bi karanîna cudahiya di navbera plazma û perçeyên mezin de di rêjeya bar û bar-girseyê de, "astengiyek" (yan astengiyek an dîwarek lûleyek qurmiçî) di navbera substrat û rûyê katodê de heye, ku her perçeyên ku bi xêzek rasterast di navbera katodê û substratê de diçin asteng dike, di heman demê de iyon dikarin ji hêla zeviya magnetîkî ve werin dûrxistin û di nav "astengiyê" re derbasî substratê bibin.

Prensîba xebatê ya amûrê filtrasyona magnetîkî

Di zeviya magnetîkî de, Pe<

Pe û Pi bi rêzê ve radyusên Larmor ên elektron û iyonan in, û a jî qûtra hundirîn a fîltera magnetîkî ye. Elektronên di plazmayê de ji hêla hêza Lorentz ve têne bandorkirin û li ser zeviya magnetîkî bi awayekî eksenî dizivirin, lê zeviya magnetîkî ji ber cudahiya di navbera iyon û elektronan de di radyusa Larmor de bandorek kêmtir li ser kombûna iyonan dike. Lêbelê, dema ku elektron li ser eksena cîhaza fîltera magnetîkî dimeşe, ew ê ji ber fokusa xwe û zeviya elektrîkê ya neyînî ya bihêz iyonan li ser eksena ji bo tevgera zivirî bikşîne, û leza elektronê ji iyonê mezintir be, ji ber vê yekê elektron bi berdewamî iyonê ber bi pêş ve dikişîne, lê plazma her gav nîv-elektrîkî bêalî dimîne. Perçeyên mezin ji hêla elektrîkê ve bêalî an jî hinekî neyînî barkirî ne, û qalîteya wan ji iyon û elektronan pir mezintir e, bi bingehîn ji hêla zeviya magnetîkî û tevgera xêzikî li ser înertiyê ve nayên bandorkirin, û piştî pevçûnê bi dîwarê hundurîn ê cîhazê re dê werin fîltrekirin.
Di bin fonksiyona hevbeş a xêzbûna qada manyetîk a xwarbûnê û drifta gradient û pevçûnên îyon-elektronan de, plazma dikare di cîhaza parzûna manyetîk de were xwar kirin. Modelên teorîk ên hevpar ên ku îro têne bikar anîn modela fluksa Morozov û modela rotora hişk a Davidson in, ku xwedan taybetmendiya hevpar a jêrîn in: qadek manyetîk heye ku dihêle elektronan bi rengek hişk helîksî tevbigerin.
Hêza zeviya magnetîkî ya ku tevgera eksîyal a plazmayê di cîhaza parzûna magnetîkî de rêber dike divê wiha be ku:

Mi, Vo, û Z bi rêzê ve girseya iyonê, leza veguhastinê, û hejmara barên hilgirtî ne. a diametera hundirîn a fîltera magnetîkî ye, û e barkirina elektronê ye.
Divê bê zanîn ku hin îyonên enerjiya bilind nikarin bi tevahî ji hêla tîrêjên elektronan ve werin girêdan. Ew dikarin bigihîjin dîwarê hundirîn ê fîltera magnetîkî, û dibe sedema potansiyeleke erênî ya dîwarê hundirîn, ku ev jî rê li ber gihîştina îyonan bo dîwarê hundir digire û windabûna plazmayê kêm dike.
Li gorî vê diyardeyê, zexteke meyla erênî ya guncaw dikare li ser dîwarê cîhaza fîltera magnetîkî were sepandin da ku pevçûna îyonan were astengkirin û karîgeriya veguhastina îyona hedef baştir bibe.

Dabeşkirina cîhaza parzûna magnetîkî
(1) Avahiya xêzikî. Zeviya magnetîkî wekî rêberek ji bo herikîna tîrêjên îyonê tevdigere, mezinahiya xala katodê û rêjeya komên perçeyên makroskopîk kêm dike, di heman demê de pevçûnên di nav plazmayê de zêde dike, dibe sedema veguherîna perçeyên bêalî bo iyonan û hejmara komên perçeyên makroskopîk kêm dike, û bi lez hejmara perçeyên mezin kêm dike dema ku hêza qada magnetîkî zêde dibe. Li gorî rêbaza pêçandina îyonê ya pir-kevanî ya kevneşopî, ev cîhaza birêkûpêk li hember kêmbûna girîng a karîgeriyê ya ku ji hêla rêbazên din ve çêdibe derbas dibe û dikare rêjeya danîna fîlimê ya bi bingehîn sabît misoger bike dema ku hejmara perçeyên mezin bi qasî %60 kêm dike.
(2) Avahiya cureyê xêzkirî. Her çend avahî xwedî formên cûrbecûr be jî, prensîba bingehîn yek e. Plazma di bin fonksiyona hevbeş a zeviya magnetîkî û zeviya elektrîkê de digere, û zeviya magnetîkî ji bo sînordarkirin û kontrolkirina plazmayê bêyî ku tevgerê li ser rêça xetên hêza magnetîkî veqetîne tê bikar anîn. Û perçeyên bêbar dê li ser rêça xêzikî bimeşin û ji hev werin veqetandin. Fîlmên ku ji hêla vê cîhaza avahîsaziyê ve têne amadekirin xwedî hişkbûnek bilind, hişkbûna rûyê nizm, dendika baş, mezinahiya danî ya yekreng, û girêdana bingeha fîlmê ya bihêz in. Analîza XPS nîşan dide ku hişkbûna rûyê fîlmên ta-C yên ku bi vî rengî cîhazê hatine pêçandin dikare bigihîje 56 GPa, ji ber vê yekê cîhaza avahiya xêzkirî rêbaza herî berbelav û bibandor e ji bo rakirina perçeyên mezin, lê karîgeriya veguhastina îyona hedef hewce dike ku bêtir were baştir kirin. Amûra parzûna magnetîkî ya xwarbûna 90° yek ji amûrên avahiya xwarkirî ya herî berbelav e. Ceribandinên li ser profîla rûyê fîlmên Ta-C nîşan didin ku profîla rûyê cîhaza parzûna magnetîkî ya xwarbûna 360° li gorî cîhaza parzûna magnetîkî ya xwarbûna 90° zêde naguhere, ji ber vê yekê bandora parzûna magnetîkî ya xwarbûna 90° ji bo perçeyên mezin dikare bi bingehîn were bidestxistin. Amûra parzûna magnetîkî ya xwarbûna 90° bi giranî du celeb avahî hene: yek solenoidek xwarbûnê ye ku di odeya valahiyê de tê danîn, û ya din jî li derveyî odeya valahiyê ye, û cûdahiya di navbera wan de tenê di avahîyê de ye. Zeexta xebatê ya amûra parzûna magnetîkî ya xwarbûna 90° bi rêza 10-2Pa ye, û ew dikare di rêzek fireh a serîlêdanan de were bikar anîn, wekî pêçandina nîtrîd, oksîd, karbona amorf, fîlma nîvconductor û fîlma metal an nemetal.

Karîgeriya cîhaza parzûna magnetîkî
Ji ber ku ne hemû perçeyên mezin dikarin enerjiya kînetîk di pevçûnên berdewam de bi dîwar re winda bikin, hejmareke diyarkirî ji perçeyên mezin dê bi rêya derketina boriyê bigihîjin substratê. Ji ber vê yekê, amûrek parzûnkirina magnetîkî ya dirêj û teng xwedî karîgeriya parzûnkirina perçeyên mezin a bilindtir e, lê di vê demê de ew ê windakirina îyonên hedef zêde bike û di heman demê de tevliheviya avahiyê zêde bike. Ji ber vê yekê, misogerkirina ku amûra parzûnkirina magnetîkî xwedî rakirina perçeyên mezin a hêja û karîgeriya bilind a veguhastina îyonê ye, şertek pêwîst e ku teknolojiya pêçandina îyonê ya pir-kevanî xwedî perspektîfek serîlêdanê ya berfireh di danîna fîlmên zirav ên performansa bilind de be. Xebata amûra parzûnkirina magnetîkî ji hêla hêza qada magnetîkî, meyla xwarbûnê, vebûna baffle ya mekanîkî, herika çavkaniya kevanê û goşeya ketina perçeyên barkirî ve bandor dibe. Bi danîna parametreyên maqûl ên amûra parzûnkirina magnetîkî, bandora parzûnkirina perçeyên mezin û karîgeriya veguhastina îyonê ya hedefê dikare bi bandor were baştir kirin.