Téknologi filtrasi magnét

Téori dasar alat filtration magnét
Mékanisme nyaring alat panyaring magnét pikeun partikel ageung dina sinar plasma nyaéta kieu:
Ngagunakeun bédana antara plasma jeung partikel badag dina muatan jeung ratio muatan-to-massa, aya "panghalang" (boh a baffle atawa témbok tube melengkung) nempatkeun antara substrat jeung beungeut katoda, nu meungpeuk sagala partikel gerak dina garis lempeng antara katoda jeung substrat, bari ion bisa deflected ku médan magnét sarta ngaliwatan "panghalang".

Prinsip gawé alat filtration magnét

Dina médan magnét, Pe<

Pe sareng Pi nyaéta jari-jari Larmor éléktron sareng ion masing-masing, sareng a nyaéta diaméter jero saringan magnét. Éléktron dina plasma kapangaruhan ku gaya Lorentz sarta spin sapanjang médan magnét axially, sedengkeun médan magnét boga pangaruh kirang dina clustering ion alatan béda antara ion jeung éléktron dina radius Larmor. Sanajan kitu, lamun gerak éléktron sapanjang sumbu alat filter magnét, éta bakal narik ion sapanjang axial pikeun gerak rotational alatan fokus sarta médan listrik négatip kuat, sarta laju éléktron leuwih gede ti ion, jadi éléktron terus narik ion ka hareup, bari plasma salawasna tetep kuasi-éléktrik nétral. Partikel badag anu nétral listrik atawa rada boga muatan négatif, sarta kualitasna leuwih badag batan ion jeung éléktron, dasarna teu kapangaruhan ku médan magnét jeung gerak linier sapanjang inersia, sarta bakal disaring kaluar sanggeus tabrakan jeung témbok jero alat.
Dina fungsi gabungan tina curvature médan magnét bending jeung drift gradién jeung tabrakan ion-éléktron, plasma nu bisa deflected dina alat filtration magnét. Dina The model téoritis umum dipaké kiwari nyaéta modél fluks Morozov jeung model rotor kaku Davidson, nu boga ciri umum handap: aya médan magnét nu ngajadikeun éléktron gerak dina ragam mastikeun hélik.
Kakuatan médan magnét anu nungtun gerak axial plasma dina alat filtrasi magnét kedah sapertos kieu:

Mi, Vo, jeung Z nyaéta massa ion, laju transpor, jeung jumlah muatan masing-masing. a nyaéta diaméter jero saringan magnét, sarta e nyaéta muatan éléktron.
Ieu kudu dicatet yén sababaraha ion énergi nu leuwih luhur teu bisa pinuh kabeungkeut ku sinar éléktron. Éta tiasa ngahontal témbok jero saringan magnét, ngajantenkeun témbok jero dina poténsi anu positif, anu dina gilirannana ngahambat ion tina neraskeun ngahontal témbok jero sareng ngirangan leungitna plasma.
Numutkeun fenomena ieu, hiji tekanan bias positif luyu bisa dilarapkeun ka témbok tina alat filter magnét pikeun ngahambat tabrakan ion pikeun ngaronjatkeun efisiensi angkutan ion target.

Klasifikasi alat filtration magnét
(1) Struktur linier. Médan magnét tindakan minangka pituduh pikeun aliran beam ion, ngurangan ukuran titik katoda jeung proporsi klaster partikel makroskopis, bari intensifying tabrakan dina plasma, nyababkeun konvérsi partikel nétral kana ion jeung ngurangan jumlah klaster partikel makroskopis, sarta gancang ngurangan jumlah partikel badag salaku kakuatan médan magnét naek. Dibandingkeun jeung métode palapis ion multi-arc konvensional, alat terstruktur ieu overcomes pangurangan signifikan dina efisiensi disababkeun ku métode sejen tur bisa mastikeun laju déposisi pilem dasarna konstan bari ngurangan jumlah partikel badag ku ngeunaan 60%.
(2) Struktur tipe kurva. Sanajan strukturna boga rupa-rupa wangun, tapi prinsip dasarna sarua. Plasma ngalir dina fungsi gabungan médan magnét sareng médan listrik, sareng médan magnét dianggo pikeun ngurung sareng ngontrol plasma tanpa ngalieurkeun gerak sapanjang arah garis gaya magnét. Jeung partikel uncharged bakal mindahkeun sapanjang linier jeung dipisahkeun. Pilem anu disiapkeun ku alat struktural ieu gaduh karasa anu luhur, kasarna permukaan anu rendah, dénsitas anu saé, ukuran sisikian seragam, sareng adhesion dasar pilem anu kuat. Analisis XPS nunjukeun yen karasa beungeut film ta-C coated kalayan jenis ieu alat bisa ngahontal 56 GPa, sahingga alat struktur melengkung teh metoda paling loba dipaké tur éféktif pikeun panyabutan partikel badag, tapi efisiensi angkutan ion target perlu salajengna ningkat. Alat filtrasi magnét ngalipet 90 ° mangrupikeun salah sahiji alat struktur melengkung anu paling seueur dianggo. Percobaan dina profil beungeut pilem Ta-C némbongkeun yén profil beungeut 360 ° ngalipet alat filtration magnét teu robah teuing dibandingkeun kalawan 90 ° ngalipet alat filtration magnét, jadi pangaruh 90 ° ngalipet filtration magnét pikeun partikel badag bisa dasarna kahontal. 90 ° ngalipet alat filtration magnét utamana boga dua jenis struktur: hiji mangrupakeun solenoid ngalipet disimpen dina chamber vakum, sarta séjén disimpen kaluar tina chamber vakum, sarta bédana antara aranjeunna ngan dina struktur. Tekanan kerja tina 90 ° ngalipet alat filtration magnét aya dina urutan 10-2Pa, sarta eta bisa dipaké dina rupa-rupa aplikasi, kayaning palapis nitride, oksida, karbon amorf, pilem semikonduktor jeung logam atawa pilem non-logam.

Éféktivitas alat filtration magnét
Kusabab henteu sadayana partikel ageung tiasa leungit énergi kinétik dina tabrakan kontinyu sareng témbok, sajumlah partikel ageung bakal ngahontal substrat ngalangkungan outlet pipa. Ku alatan éta, alat filtration magnét panjang tur sempit boga efisiensi filtration luhur partikel badag, tapi dina waktu ieu bakal ngaronjatkeun leungitna ion target sarta dina waktos anu sareng ngaronjatkeun pajeulitna struktur. Ku alatan éta, mastikeun yén alat filtration magnét ngabogaan panyabutan partikel badag alus teuing jeung efisiensi tinggi angkutan ion mangrupakeun prerequisite dipikabutuh pikeun téhnologi palapis ion multi-arc boga prospek aplikasi lega dina depositing film ipis kinerja tinggi. Operasi tina alat filtration magnét kapangaruhan ku kakuatan médan magnét, bias ngalipet, aperture baffle mékanis, arus sumber busur jeung sudut incidence partikel muatan. Ku netepkeun parameter lumrah tina alat filtration magnét, pangaruh nyaring partikel badag sarta efisiensi mindahkeun ion tina udagan bisa éféktif ningkat.