चुंबकीय फिल्टरेशन तंत्रज्ञान

चुंबकीय फिल्टरेशन यंत्राचा मूलभूत सिद्धांत
प्लाझ्मा बीममधील मोठ्या कणांसाठी चुंबकीय फिल्टरिंग उपकरणाची फिल्टरिंग यंत्रणा खालीलप्रमाणे आहे:
प्लाझ्मा आणि चार्जमधील मोठे कण आणि चार्ज-टू-मास रेशो यांच्यातील फरक वापरून, सब्सट्रेट आणि कॅथोड पृष्ठभाग यांच्यामध्ये एक "अडथळा" (एकतर बाफल किंवा वक्र नळीची भिंत) ठेवला जातो, जो कोणत्याही कणांना अडथळा आणतो. कॅथोड आणि सब्सट्रेटमधील सरळ रेषा, तर आयन चुंबकीय क्षेत्राद्वारे विचलित केले जाऊ शकतात आणि "अडथळा" मधून सब्सट्रेटमध्ये जाऊ शकतात.

चुंबकीय गाळण्याची प्रक्रिया किंवा पध्दती उपकरणाचे कार्य तत्त्व

चुंबकीय क्षेत्रात, Pe<

Pe आणि Pi ही अनुक्रमे इलेक्ट्रॉन आणि आयनची लार्मोर त्रिज्या आहेत आणि a हा चुंबकीय फिल्टरचा आतील व्यास आहे.प्लाझ्मामधील इलेक्ट्रॉन्स लॉरेंट्झ बलाने प्रभावित होतात आणि चुंबकीय क्षेत्रासह अक्षीयपणे फिरतात, तर चुंबकीय क्षेत्राचा आयनांच्या क्लस्टरिंगवर कमी प्रभाव पडतो कारण लॅर्मोर त्रिज्यामधील आयन आणि इलेक्ट्रॉन्समधील फरक आहे.तथापि, जेव्हा चुंबकीय फिल्टर यंत्राच्या अक्षाच्या बाजूने इलेक्ट्रॉनची हालचाल होते, तेव्हा ते त्याच्या फोकस आणि मजबूत नकारात्मक विद्युत क्षेत्रामुळे रोटेशनल मोशनसाठी अक्षीय बाजूने आयन आकर्षित करेल आणि इलेक्ट्रॉनचा वेग आयनपेक्षा जास्त असेल, त्यामुळे इलेक्ट्रॉन आयन सतत पुढे खेचा, तर प्लाझ्मा नेहमी अर्ध-विद्युत तटस्थ राहतो.मोठे कण विद्युतदृष्ट्या तटस्थ किंवा किंचित ऋण चार्ज केलेले असतात, आणि गुणवत्ता आयन आणि इलेक्ट्रॉनपेक्षा खूप मोठी असते, मूलतः चुंबकीय क्षेत्र आणि जडत्वाच्या बाजूने रेखीय गतीने प्रभावित होत नाही आणि आतील भिंतीशी टक्कर झाल्यानंतर ते फिल्टर केले जातात. डिव्हाइस.
बेंडिंग मॅग्नेटिक फील्ड वक्रता आणि ग्रेडियंट ड्रिफ्ट आणि आयन-इलेक्ट्रॉन टक्कर यांच्या एकत्रित फंक्शन अंतर्गत, प्लाझ्मा चुंबकीय गाळण यंत्रामध्ये विक्षेपित केला जाऊ शकतो.आज वापरल्या जाणार्‍या सामान्य सैद्धांतिक मॉडेल्समध्ये मोरोझोव्ह फ्लक्स मॉडेल आणि डेव्हिडसन कठोर रोटर मॉडेल आहेत, ज्यात खालील सामान्य वैशिष्ट्ये आहेत: एक चुंबकीय क्षेत्र आहे ज्यामुळे इलेक्ट्रॉन कठोरपणे पेचदार पद्धतीने हलतात.
चुंबकीय गाळण यंत्रामध्ये प्लाझमाच्या अक्षीय गतीला मार्गदर्शन करणाऱ्या चुंबकीय क्षेत्राची ताकद अशी असावी:

Mi, Vo, आणि Z हे अनुक्रमे आयन वस्तुमान, वाहतूक वेग आणि वाहून घेतलेल्या शुल्कांची संख्या आहेत.a हा चुंबकीय फिल्टरचा आतील व्यास आहे आणि e हा इलेक्ट्रॉन चार्ज आहे.
हे लक्षात घेतले पाहिजे की काही उच्च ऊर्जा आयन पूर्णपणे इलेक्ट्रॉन बीमने बांधले जाऊ शकत नाहीत.ते चुंबकीय फिल्टरच्या आतील भिंतीपर्यंत पोहोचू शकतात, ज्यामुळे आतील भिंत सकारात्मक क्षमतेवर बनते, ज्यामुळे आयनांना आतल्या भिंतीपर्यंत पोचण्यापासून रोखते आणि प्लाझ्माचे नुकसान कमी होते.
या घटनेनुसार, लक्ष्य आयन वाहतूक कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी आयनची टक्कर रोखण्यासाठी चुंबकीय फिल्टर उपकरणाच्या भिंतीवर योग्य सकारात्मक पूर्वाग्रह दाब लागू केला जाऊ शकतो.

चुंबकीय गाळण्याची प्रक्रिया किंवा पध्दती उपकरणाचे वर्गीकरण
(1) रेखीय रचना.चुंबकीय क्षेत्र आयन बीमच्या प्रवाहासाठी मार्गदर्शक म्हणून कार्य करते, कॅथोड स्पॉटचा आकार आणि मॅक्रोस्कोपिक कण क्लस्टर्सचे प्रमाण कमी करते, प्लाझ्मामधील टक्कर तीव्र करते, तटस्थ कणांचे आयनमध्ये रूपांतर करण्यास प्रवृत्त करते आणि मॅक्रोस्कोपिकची संख्या कमी करते. कण क्लस्टर्स, आणि चुंबकीय क्षेत्र शक्ती वाढते म्हणून मोठ्या कणांची संख्या वेगाने कमी करते.पारंपारिक मल्टी-आर्क आयन कोटिंग पद्धतीच्या तुलनेत, हे संरचित उपकरण इतर पद्धतींमुळे होणार्‍या कार्यक्षमतेतील लक्षणीय घट दूर करते आणि मोठ्या कणांची संख्या सुमारे 60% कमी करून मूलत: स्थिर फिल्म डिपॉझिशन रेट सुनिश्चित करू शकते.
(2) वक्र-प्रकारची रचना.जरी रचना विविध रूपे आहेत, परंतु मूलभूत तत्त्व समान आहे.प्लाझ्मा चुंबकीय क्षेत्र आणि विद्युत क्षेत्राच्या एकत्रित कार्याखाली फिरतो आणि चुंबकीय क्षेत्राचा वापर चुंबकीय बल रेषांच्या दिशेने विचलित न करता प्लाझ्मा मर्यादित आणि नियंत्रित करण्यासाठी केला जातो.आणि चार्ज न केलेले कण रेखीय बाजूने फिरतील आणि वेगळे केले जातील.या स्ट्रक्चरल यंत्राद्वारे तयार केलेल्या फिल्म्समध्ये उच्च कडकपणा, कमी पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा, चांगली घनता, एकसमान धान्य आकार आणि मजबूत फिल्म बेस आसंजन आहे.XPS विश्लेषण असे दर्शविते की या प्रकारच्या उपकरणासह लेपित ta-C चित्रपटांच्या पृष्ठभागाची कठोरता 56 GPa पर्यंत पोहोचू शकते, अशा प्रकारे वक्र संरचना उपकरण हे मोठे कण काढून टाकण्यासाठी सर्वात व्यापकपणे वापरले जाणारे आणि प्रभावी पद्धत आहे, परंतु लक्ष्य आयन वाहतूक कार्यक्षमतेची आवश्यकता आहे. आणखी सुधारले.90° बेंड चुंबकीय गाळण्याची प्रक्रिया किंवा पध्दती उपकरणे सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे वक्र संरचना उपकरणांपैकी एक आहे.Ta-C चित्रपटांच्या पृष्ठभागाच्या प्रोफाइलवरील प्रयोगातून असे दिसून आले आहे की 360° बेंड चुंबकीय गाळण्याची प्रक्रिया किंवा पध्दती यंत्राचे पृष्ठभाग प्रोफाइल 90° बेंड चुंबकीय गाळण्याची प्रक्रिया किंवा पध्दती यंत्राच्या तुलनेत फारसे बदलत नाही, त्यामुळे मोठ्या कणांसाठी 90° बेंड चुंबकीय गाळण्याची प्रक्रिया किंवा पध्दतीचा प्रभाव मुळात असू शकतो. साध्य केले.90° बेंड चुंबकीय गाळण्याची प्रक्रिया किंवा पध्दती यंत्रामध्ये प्रामुख्याने दोन प्रकारच्या रचना असतात: एक म्हणजे व्हॅक्यूम चेंबरमध्ये ठेवलेला बेंड सोलेनोइड आणि दुसरा व्हॅक्यूम चेंबरच्या बाहेर ठेवला जातो आणि त्यांच्यातील फरक फक्त संरचनेत असतो.90° बेंड चुंबकीय गाळण्याची प्रक्रिया किंवा पध्दती यंत्राचा कार्यरत दाब 10-2Pa च्या क्रमाने असतो आणि त्याचा वापर नायट्राइड, ऑक्साईड, आकारहीन कार्बन, अर्धसंवाहक फिल्म आणि धातू किंवा नॉन-मेटल फिल्म यासारख्या विस्तृत अनुप्रयोगांमध्ये केला जाऊ शकतो. .

चुंबकीय फिल्टरेशन यंत्राची कार्यक्षमता
भिंतीशी सतत टक्कर होऊन सर्व मोठे कण गतिज ऊर्जा गमावू शकत नाहीत, त्यामुळे ठराविक संख्येने मोठे कण पाईपच्या आउटलेटद्वारे सब्सट्रेटपर्यंत पोहोचतील.म्हणून, एक लांब आणि अरुंद चुंबकीय गाळण्याची प्रक्रिया किंवा पध्दती यंत्रामध्ये मोठ्या कणांची उच्च गाळण्याची क्षमता असते, परंतु यावेळी ते लक्ष्य आयनांचे नुकसान वाढवेल आणि त्याच वेळी संरचनेची जटिलता वाढवेल.म्हणूनच, चुंबकीय गाळण यंत्रामध्ये उत्कृष्ट मोठे कण काढून टाकणे आणि आयन वाहतुकीची उच्च कार्यक्षमता आहे याची खात्री करणे ही मल्टी-आर्क आयन कोटिंग तंत्रज्ञानासाठी उच्च कार्यक्षमता असलेल्या पातळ फिल्म्स जमा करण्यासाठी विस्तृत अनुप्रयोगाची शक्यता असणे आवश्यक आहे.चुंबकीय गाळण यंत्राचे कार्य चुंबकीय क्षेत्र सामर्थ्य, बेंड बायस, मेकॅनिकल बाफल ऍपर्चर, आर्क सोर्स करंट आणि चार्ज्ड पार्टिकल इन्सिडेंस अँगलमुळे प्रभावित होते.चुंबकीय फिल्टरेशन यंत्राचे वाजवी मापदंड सेट करून, मोठ्या कणांचे फिल्टरिंग प्रभाव आणि लक्ष्याची आयन हस्तांतरण कार्यक्षमता प्रभावीपणे सुधारली जाऊ शकते.