Tiknoolajiyada sifeynta birlabta

Aragtida aasaasiga ah ee qalabka shaandhaynta birlabta
Habka shaandhaynta ee qalabka shaandhaynta birlabta ee walxaha waaweyn ee ku jira shucaaca balaasmaha waa sidan soo socota:
Iyada oo la adeegsanayo farqiga u dhexeeya balaasmaha iyo walxaha waaweyn ee ku jira mas'uuliyadda iyo saamiga dallacaadda-ilaa-cufnaanta, waxaa jira "caqabad" (mid ah derbi tuubo qaloocan ama derbi tuubo qaloocan) oo la dhigayo inta u dhaxaysa substrate-ka iyo dusha sare ee cathode, kaas oo xannibaya walxaha kasta oo ku socda xariiq toosan oo u dhexeeya cathode-ka iyo substrate-ka, halka ion-yada ay leexin karaan goobta birlabta oo ay u gudbaan "caqabadda" ilaa substrate-ka.

Mabda'a shaqada ee qalabka shaandhaynta magnetic

Goobta birlabta, Pe<

Pe iyo Pi waa radii Larmor ee elektaroonada iyo ion-yada siday u kala horreeyaan, a waa dhexroorka gudaha ee shaandhada birlabta. Elektaroonada ku jira balaasmaha waxaa saameeya xoogga Lorentz waxayna ku wareegaan goobta birlabta si axial ah, halka goobta birlabta ay saameyn yar ku leedahay isku-dhafka ion-yada sababtoo ah farqiga u dhexeeya ion-yada iyo elektaroonada ku jira radius-ka Larmor. Si kastaba ha ahaatee, marka dhaqdhaqaaqa elektarooniga ee ku teedsan dhidibka qalabka shaandhada birlabta, waxay soo jiidan doontaa ion-yada ku teedsan dhidibka dhaqdhaqaaqa wareegga sababtoo ah diiradda iyo goobta korantada ee taban ee xooggan, xawaaraha elektarooniguna wuu ka weyn yahay ion-ka, sidaas darteed elektaroonku si joogto ah ayuu u jiidayaa ion-ka hore, halka balaasmadu had iyo jeer ay tahay mid koronto ahaan dhexdhexaad ah. Walxaha waaweyni waa kuwo koronto ahaan dhexdhexaad ah ama si yar oo taban ayaa loo dallacayaa, tayaduna aad ayay uga weyn tahay ion-yada iyo elektaroonada, asal ahaan ma saameeyaan goobta birlabta iyo dhaqdhaqaaqa toosan ee ku teedsan inertia, waxaana la sifeyn doonaa ka dib marka ay isku dhacaan derbiga gudaha ee qalabka.
Shaqada isku dhafan ee qalooca goobta magnetic-ka ee qalooca iyo kala-baxa jihada iyo isku-dhacyada ion-electron, balaasmaha waxaa lagu leexin karaa qalabka shaandhaynta magnetic-ka. Moodooyinka aragtida caadiga ah ee maanta la isticmaalo waa qaabka socodka Morozov iyo qaabka rotor-ka adag ee Davidson, kuwaas oo leh astaamaha soo socda ee caadiga ah: waxaa jira goob birlab ah oo ka dhigaysa elektaroonada inay u dhaqaaqaan si adag oo helical ah.
Xoogga goobta birlabta ee hagaysa dhaqdhaqaaqa axial ee balaasmaha ee qalabka shaandhaynta birlabta waa inuu ahaadaa sidan:

Mi, Vo, iyo Z waa cufka ion-ka, xawaaraha gaadiidka, iyo tirada dallacaadaha siday siday u kala horreeyaan. a waa dhexroorka gudaha ee shaandhada birlabta, ena waa dallacaadda elektarooniga.
Waa in la ogaadaa in qaar ka mid ah ayoonada tamarta sare aan si buuxda loogu xidhi karin iftiinka elektarooniga. Waxay gaari karaan derbiga gudaha ee shaandhada birlabta, taasoo ka dhigaysa derbiga gudaha mid wanaagsan, taas oo iyaduna ka hor istaagta ayoonada inay sii wadaan inay gaaraan derbiga gudaha waxayna yareysaa luminta balaasmaha.
Sida laga soo xigtay dhacdadan, cadaadis togan oo ku habboon ayaa lagu dabaqi karaa derbiga qalabka shaandhada birlabta si loo joojiyo isku dhaca ion-yada si loo hagaajiyo hufnaanta gaadiidka ion-ka bartilmaameedka ah.

Kala soocidda qalabka shaandhaynta birlabta
(1) Qaab-dhismeedka toosan. Goobta birlabta waxay u dhaqantaa sidii hage socodka ion-ka, iyadoo yareyneysa cabbirka barta cathode-ka iyo saamiga kooxaha walxaha macroscopic-ga ah, iyadoo xoojineysa isku dhaca gudaha balaasmaha, taasoo horseedaysa beddelka walxaha dhexdhexaadka ah ee ion-yada iyo yareynta tirada kooxaha walxaha macroscopic-ga ah, iyo si degdeg ah u yareynta tirada walxaha waaweyn marka xoogga goobta birlabta uu kordho. Marka la barbardhigo habka dahaarka ion-ka ee caadiga ah ee arc-ga ah, qalabkan qaabaysan wuxuu ka gudbaa hoos u dhaca weyn ee waxtarka ay keenaan hababka kale wuxuuna hubin karaa heerka dhigista filimka oo joogto ah isagoo yareynaya tirada walxaha waaweyn qiyaastii 60%.
(2) Qaab-dhismeedka nooca qalooca. In kasta oo qaab-dhismeedku leeyahay qaabab kala duwan, haddana mabda'a aasaasiga ahi waa isku mid. Balaasmaddu waxay ku socotaa shaqada isku dhafan ee goobta birlabta iyo goobta korontada, goobta birlabtana waxaa loo isticmaalaa in lagu xaddido oo lagu xakameeyo balaasma iyada oo aan la leexin dhaqdhaqaaqa jihada khadadka xoogga birlabta. Qaybaha aan la dallacin waxay ku socon doonaan khadka toosan oo waa la kala saari doonaa. Filimada ay diyaarisay qalabkan qaab-dhismeedka waxay leeyihiin adkaansho sare, qallafsanaan dusha sare oo hooseeya, cufnaan wanaagsan, cabbir isku mid ah oo hadhuudh ah, iyo isku dhejinta saldhigga filimka oo xooggan. Falanqaynta XPS waxay muujinaysaa in adkaanta dusha sare ee filimada ta-C ee lagu dahaadhay noocan qalabkan ay gaari karto 56 GPa, sidaas darteed qalabka qaab-dhismeedka qaloocan waa habka ugu ballaaran ee loo isticmaalo uguna waxtarka badan ee looga saarayo walxaha waaweyn, laakiin hufnaanta gaadiidka ion-ka bartilmaameedka ah ayaa loo baahan yahay in si dheeraad ah loo hagaajiyo. Qalabka sifeynta birlabta ee qalooca 90° waa mid ka mid ah aaladaha qaab-dhismeedka qalooca ee ugu isticmaalka badan. Tijaabooyinka ku saabsan muuqaalka dusha sare ee filimada Ta-C waxay muujinayaan in muuqaalka dusha sare ee qalabka sifeynta birlabta ee qalooca 360° uusan wax badan isbeddelin marka la barbar dhigo qalabka sifeynta birlabta ee qalooca 90°, sidaa darteed saameynta sifeynta birlabta ee qalooca 90° ee walxaha waaweyn asal ahaan waa la gaari karaa. Qalabka sifeynta magnetic-ka ee 90° wuxuu inta badan leeyahay laba nooc oo qaab-dhismeed ah: mid waa solenoid qaloocan oo la dhigay qolka faakiyuumka, kan kalena waxaa laga saaray qolka faakiyuumka, farqiga u dhexeeyana wuxuu ku jiraa oo keliya qaab-dhismeedka. Cadaadiska shaqada ee qalabka sifeynta magnetic-ka ee 90° qaloocan wuxuu u dhexeeyaa 10-2Pa, waxaana loo isticmaali karaa codsiyo badan, sida dahaarka nitride, oksaydh, kaarboon aan qaab lahayn, filim semiconductor ah iyo filim bir ah ama aan bir ahayn.

Waxtarka qalabka shaandhaynta birlabta
Maadaama dhammaan walxaha waaweyn aysan waayi karin tamarta dhaqdhaqaaqa marka ay isku dhacaan derbiga, tiro cayiman oo walxo waaweyn ah ayaa gaari doona substrate-ka iyada oo loo marayo meesha laga soo galo tuubada. Sidaa darteed, qalabka shaandhaynta birlabta ee dheer oo cidhiidhi ah wuxuu leeyahay hufnaan shaandhayn oo sare oo walxaha waaweyn ah, laakiin waqtigan waxay kordhin doontaa luminta ion-yada bartilmaameedka ah isla markaana waxay kordhin doontaa kakanaanta qaab-dhismeedka. Sidaa darteed, hubinta in qalabka shaandhaynta birlabta uu leeyahay ka saarista walxaha waaweyn ee aadka u fiican iyo hufnaanta sare ee gaadiidka ion-ka waa shuruud lagama maarmaan u ah tiknoolajiyada dahaarka ion-yada badan si loo helo rajo ballaaran oo lagu shubo filimada khafiifka ah ee waxqabadka sare leh. Hawlgalka qalabka shaandhaynta birlabta waxaa saameeya xoogga goobta birlabta, eexda leexashada, daloolka baffle-ka farsamada, hadda isha arc-ka iyo xagasha dhacdooyinka walxaha ee la dallacay. Iyadoo la dejinayo xuduudaha macquulka ah ee qalabka shaandhaynta birlabta, saameynta shaandhaynta ee walxaha waaweyn iyo hufnaanta wareejinta ion-ka ee bartilmaameedka ayaa si wax ku ool ah loo horumarin karaa.