သံလိုက်စစ်ထုတ်နည်းပညာ

သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏ အခြေခံသီအိုရီ
ပလာစမာရောင်ခြည်ရှိ အမှုန်အမွှားကြီးများအတွက် သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏ စစ်ထုတ်သည့်ယန္တရားမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်။
ပလာစမာနှင့် အမှုန်အမွှားကြီးများ၏ အားသွင်းမှုနှင့် အားသွင်း-ဒြပ်ထုအချိုး ကွာခြားချက်ကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့်၊ substrate နှင့် cathode မျက်နှာပြင်အကြားတွင် “အတားအဆီး” (baffle သို့မဟုတ် curved tube wall) တစ်ခုရှိပြီး၊ cathode နှင့် substrate အကြား ဖြောင့်တန်းစွာ ရွေ့လျားနေသော မည်သည့်အမှုန်များကိုမဆို ပိတ်ဆို့ထားပြီး၊ အိုင်းယွန်းများကို သံလိုက်စက်ကွင်းက လမ်းလွဲစေပြီး substrate သို့ “အတားအဆီး” မှတစ်ဆင့် ဖြတ်သန်းသွားနိုင်သည်။

သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏အလုပ်လုပ်ပုံနိယာမ

သံလိုက်စက်ကွင်းတွင် Pe<

Pe နှင့် Pi တို့သည် အီလက်ထရွန်နှင့် အိုင်းယွန်းများ၏ Larmor အချင်းဝက်များ အသီးသီးဖြစ်ပြီး a သည် သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏ အတွင်းပိုင်းအချင်းဝက်ဖြစ်သည်။ ပလာစမာရှိ အီလက်ထရွန်များသည် Lorentz အား၏ သက်ရောက်မှုကို ခံရပြီး သံလိုက်စက်ကွင်းတစ်လျှောက် လည်ပတ်ကာ Larmor အချင်းဝက်ရှိ အိုင်းယွန်းများနှင့် အီလက်ထရွန်များကြား ကွာခြားမှုကြောင့် သံလိုက်စက်ကွင်းသည် အိုင်းယွန်းများ၏ အစုအဝေးဖွဲ့စည်းမှုအပေါ် သက်ရောက်မှုနည်းပါးသည်။ သို့သော်၊ သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏ ဝင်ရိုးတစ်လျှောက် အီလက်ထရွန်ရွေ့လျားသောအခါ၊ ၎င်း၏အာရုံစူးစိုက်မှုနှင့် အားကောင်းသော အနုတ်လက္ခဏာလျှပ်စစ်စက်ကွင်းကြောင့် လည်ပတ်မှုရွေ့လျားမှုအတွက် ဝင်ရိုးတစ်လျှောက် အိုင်းယွန်းများကို ဆွဲဆောင်မည်ဖြစ်ပြီး အီလက်ထရွန်အမြန်နှုန်းသည် အိုင်းယွန်းထက် ပိုမိုမြင့်မားသောကြောင့် အီလက်ထရွန်သည် အိုင်းယွန်းကို အဆက်မပြတ်ဆွဲယူကာ ပလာစမာသည် အမြဲတမ်း quasi-electrically neutral ဖြစ်နေသည်။ အမှုန်ကြီးများသည် လျှပ်စစ်အားဖြင့် neutral သို့မဟုတ် အနည်းငယ် အနုတ်လက္ခဏာအားသွင်းထားပြီး အရည်အသွေးသည် အိုင်းယွန်းများနှင့် အီလက်ထရွန်များထက် များစွာပိုကြီးပြီး အခြေခံအားဖြင့် သံလိုက်စက်ကွင်းနှင့် inertia တစ်လျှောက် linear ရွေ့လျားမှု၏ သက်ရောက်မှုမရှိဘဲ ကိရိယာ၏ အတွင်းနံရံနှင့် တိုက်မိပြီးနောက် filter လုပ်မည်ဖြစ်သည်။
ကွေးညွှတ်နေသော သံလိုက်စက်ကွင်း ကွေးညွှတ်မှုနှင့် gradient drift နှင့် အိုင်းယွန်း-အီလက်ထရွန် ပွတ်တိုက်မှုများ၏ ပေါင်းစပ်လုပ်ဆောင်ချက်အောက်တွင်၊ plasma ကို သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာတွင် လမ်းလွဲစေနိုင်သည်။ ယနေ့ခေတ်တွင် အသုံးပြုသော အသုံးများသော သီအိုရီပုံစံများမှာ Morozov flux မော်ဒယ်နှင့် Davidson rigid rotor မော်ဒယ်တို့ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းတို့တွင် အောက်ပါဘုံအင်္ဂါရပ်များရှိသည်- အီလက်ထရွန်များကို လုံးဝ helical ပုံစံဖြင့် ရွေ့လျားစေသည့် သံလိုက်စက်ကွင်းတစ်ခုရှိသည်။
သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာတွင် ပလာစမာ၏ ဝင်ရိုးရွေ့လျားမှုကို လမ်းညွှန်ပေးသော သံလိုက်စက်ကွင်း၏အစွမ်းသတ္တိသည် အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သင့်သည်-

Mi၊ Vo နှင့် Z တို့သည် အိုင်းယွန်းဒြပ်ထု၊ သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးအလျင် နှင့် သယ်ဆောင်ထားသော အားသွင်းအရေအတွက် အသီးသီးဖြစ်သည်။ a သည် သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏ အတွင်းပိုင်းအချင်းဖြစ်ပြီး e သည် အီလက်ထရွန်အားသွင်းဖြစ်သည်။
အချို့သော မြင့်မားသော စွမ်းအင်ရှိသော အိုင်းယွန်းများသည် အီလက်ထရွန် ရောင်ခြည်ဖြင့် အပြည့်အဝ ချည်နှောင်၍မရကြောင်း သတိပြုသင့်သည်။ ၎င်းတို့သည် သံလိုက် စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏ အတွင်းနံရံသို့ ရောက်ရှိနိုင်ပြီး အတွင်းနံရံကို အပေါင်း အလားအလာတွင် ထားရှိကာ ၎င်းသည် အိုင်းယွန်းများ အတွင်းနံရံသို့ ဆက်လက်ရောက်ရှိခြင်းကို တားဆီးပေးပြီး ပလာစမာ ဆုံးရှုံးမှုကို လျော့နည်းစေသည်။
ဤဖြစ်စဉ်အရ၊ ပစ်မှတ်အိုင်းယွန်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးစွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရန် အိုင်းယွန်းများတိုက်မိခြင်းကို ဟန့်တားရန် သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏ နံရံတွင် သင့်လျော်သော အပြုသဘောဘက်လိုက်ဖိအားကို အသုံးပြုနိုင်သည်။

သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏ အမျိုးအစားခွဲခြားခြင်း
(၁) မျဉ်းဖြောင့်ဖွဲ့စည်းပုံ။ သံလိုက်စက်ကွင်းသည် အိုင်းယွန်းရောင်ခြည်စီးဆင်းမှုအတွက် လမ်းညွှန်အဖြစ် လုပ်ဆောင်ပြီး ကက်သုတ်အစက်၏ အရွယ်အစားနှင့် မက်ခရိုစကုပ်အမှုန်အစုအဝေးများ၏ အချိုးအစားကို လျှော့ချပေးသည့်အပြင် ပလာစမာအတွင်း ပွတ်တိုက်မှုများကို ပိုမိုပြင်းထန်စေပြီး ကြားနေအမှုန်များကို အိုင်းယွန်းများအဖြစ် ပြောင်းလဲစေပြီး မက်ခရိုစကုပ်အမှုန်အစုအဝေးအရေအတွက်ကို လျှော့ချပေးကာ သံလိုက်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိ တိုးလာသည်နှင့်အမျှ အမှုန်ကြီးများ၏ အရေအတွက်ကို လျင်မြန်စွာ လျှော့ချပေးပါသည်။ ရိုးရာ မာလ်တီအိုင်းယွန်းအပေါ်ယံလွှာနည်းလမ်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ဤဖွဲ့စည်းပုံရှိသော ကိရိယာသည် အခြားနည်းလမ်းများကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ထိရောက်မှု သိသိသာသာ လျော့ကျမှုကို ကျော်လွှားနိုင်ပြီး အမှုန်ကြီးများ၏ အရေအတွက်ကို ၆၀% ခန့် လျှော့ချပေးစဉ် အခြေခံအားဖြင့် ဖလင်စုပုံမှုနှုန်းကို စဉ်ဆက်မပြတ် သေချာစေနိုင်သည်။
(၂) ကွေးညွှတ်ပုံစံဖွဲ့စည်းပုံ။ ဖွဲ့စည်းပုံတွင် ပုံစံအမျိုးမျိုးရှိသော်လည်း အခြေခံမူမှာ အတူတူပင်ဖြစ်သည်။ ပလာစမာသည် သံလိုက်စက်ကွင်းနှင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းတို့၏ ပေါင်းစပ်လုပ်ဆောင်ချက်အောက်တွင် ရွေ့လျားပြီး သံလိုက်စက်ကွင်းကို သံလိုက်အားလိုင်းများ၏ ဦးတည်ရာတစ်လျှောက် ရွေ့လျားမှုကို လမ်းကြောင်းလွဲစေခြင်းမရှိဘဲ ပလာစမာကို ကန့်သတ်ထိန်းချုပ်ရန် အသုံးပြုသည်။ ထို့အပြင် အားမသွင်းထားသော အမှုန်များသည် မျဉ်းဖြောင့်တစ်လျှောက် ရွေ့လျားပြီး ခွဲထွက်သွားမည်ဖြစ်သည်။ ဤဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ ကိရိယာဖြင့် ပြင်ဆင်ထားသော ဖလင်များသည် မာကျောမှုမြင့်မားခြင်း၊ မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှုနည်းပါးခြင်း၊ သိပ်သည်းဆကောင်းမွန်ခြင်း၊ အမှုန်အရွယ်အစားတူညီခြင်းနှင့် ဖလင်အခြေခံကပ်ငြိမှုအားကောင်းခြင်းတို့ ရှိသည်။ XPS ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအရ ဤကိရိယာအမျိုးအစားဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားသော ta-C ဖလင်များ၏ မျက်နှာပြင်မာကျောမှုသည် 56 GPa အထိရောက်ရှိနိုင်သောကြောင့် ကွေးညွှတ်ဖွဲ့စည်းပုံကိရိယာသည် အမှုန်ကြီးများဖယ်ရှားရန်အတွက် အသုံးအများဆုံးနှင့် အထိရောက်ဆုံးနည်းလမ်းဖြစ်သော်လည်း ပစ်မှတ်အိုင်းယွန်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးစွမ်းဆောင်ရည်ကို ပိုမိုတိုးတက်ကောင်းမွန်အောင် လုပ်ဆောင်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ 90° ကွေးညွှတ်သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာသည် အသုံးအများဆုံး ကွေးညွှတ်ဖွဲ့စည်းပုံကိရိယာများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ Ta-C ဖလင်များ၏ မျက်နှာပြင်ပရိုဖိုင်အပေါ် စမ်းသပ်ချက်များအရ 360° ကွေးနိုင်သော သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏ မျက်နှာပြင်ပရိုဖိုင်သည် 90° ကွေးနိုင်သော သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက များစွာမပြောင်းလဲကြောင်း ပြသထားပြီး၊ အမှုန်အမွှားကြီးများအတွက် 90° ကွေးနိုင်သော သံလိုက်စစ်ထုတ်ခြင်း၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို အခြေခံအားဖြင့် ရရှိနိုင်ပါသည်။ 90° ကွေးနိုင်သော သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာတွင် အဓိကအားဖြင့် ဖွဲ့စည်းပုံနှစ်မျိုးရှိသည်- တစ်ခုမှာ လေဟာနယ်အခန်းထဲတွင် ထားရှိသော ကွေးနိုင်သော solenoid ဖြစ်ပြီး နောက်တစ်ခုမှာ လေဟာနယ်အခန်းထဲတွင် ထားရှိပြီး ၎င်းတို့အကြား ကွာခြားချက်မှာ ဖွဲ့စည်းပုံတွင်သာ ရှိသည်။ 90° ကွေးနိုင်သော သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏ အလုပ်လုပ်ဖိအားသည် 10-2Pa အစီအစဉ်ရှိပြီး ၎င်းကို အပေါ်ယံလွှာ နိုက်ထရိုက်၊ အောက်ဆိုဒ်၊ မော်ဖစ်ကာဗွန်၊ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းဖလင်နှင့် သတ္တု သို့မဟုတ် သတ္တုမဟုတ်သောဖလင်ကဲ့သို့သော အသုံးချမှုအမျိုးမျိုးတွင် အသုံးပြုနိုင်သည်။

သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏ ထိရောက်မှု
နံရံနှင့် အဆက်မပြတ်တိုက်မိသည့်အခါ အမှုန်အမွှားကြီးအားလုံးသည် အရွေ့စွမ်းအင်ကို ဆုံးရှုံးနိုင်ခြင်းမရှိသောကြောင့်၊ အမှုန်အမွှားကြီးအချို့သည် ပိုက်ထွက်ပေါက်မှတစ်ဆင့် အလွှာသို့ ရောက်ရှိမည်ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ ရှည်လျားကျဉ်းမြောင်းသော သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာသည် အမှုန်အမွှားကြီးများ၏ စစ်ထုတ်မှုစွမ်းဆောင်ရည် ပိုမိုမြင့်မားသော်လည်း၊ ဤအချိန်တွင် ၎င်းသည် ပစ်မှတ်အိုင်းယွန်းများ ဆုံးရှုံးမှုကို တိုးမြင့်စေပြီး တစ်ချိန်တည်းမှာပင် ဖွဲ့စည်းပုံ၏ ရှုပ်ထွေးမှုကို တိုးမြင့်စေမည်ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာတွင် အမှုန်အမွှားကြီးများကို ဖယ်ရှားရာတွင် အလွန်ကောင်းမွန်ပြီး အိုင်းယွန်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေး၏ စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားကြောင်း သေချာစေခြင်းသည် မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ရှိသော ပါးလွှာသောဖလင်များ စုပုံရာတွင် ကျယ်ပြန့်သောအသုံးချမှုအလားအလာရှိရန် multi-arc အိုင်းယွန်းအပေါ်ယံလွှာနည်းပညာအတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်ချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။ သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏ လုပ်ဆောင်ချက်ကို သံလိုက်စက်ကွင်းအစွမ်းသတ္တိ၊ ကွေးညွှတ်ဘက်လိုက်မှု၊ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ baffle aperture၊ arc source current နှင့် အားသွင်းထားသော အမှုန်အမွှားကျရောက်မှုထောင့်တို့က သက်ရောက်မှုရှိသည်။ သံလိုက်စစ်ထုတ်ကိရိယာ၏ ကျိုးကြောင်းဆီလျော်သော parameter များကို သတ်မှတ်ခြင်းဖြင့် အမှုန်အမွှားကြီးများ၏ စစ်ထုတ်မှုအကျိုးသက်ရောက်မှုနှင့် ပစ်မှတ်၏ အိုင်းယွန်းလွှဲပြောင်းမှုစွမ်းဆောင်ရည်ကို ထိရောက်စွာတိုးတက်ကောင်းမွန်စေနိုင်သည်။