అయస్కాంత వడపోత సాంకేతికత

అయస్కాంత వడపోత పరికరం యొక్క ప్రాథమిక సిద్ధాంతం
ప్లాస్మా పుంజంలోని పెద్ద కణాల కోసం అయస్కాంత వడపోత పరికరం యొక్క వడపోత విధానం క్రింది విధంగా ఉంటుంది:
ప్లాస్మా మరియు చార్జ్‌లో ఉన్న పెద్ద కణాల మధ్య వ్యత్యాసం మరియు చార్జ్-టు-మాస్ నిష్పత్తిని ఉపయోగించి, ఉపరితలం మరియు కాథోడ్ ఉపరితలం మధ్య ఒక "అవరోధం" (బాఫిల్ లేదా వక్ర ట్యూబ్ వాల్) ఉంచబడుతుంది, ఇది కాథోడ్ మరియు ఉపరితలం మధ్య సరళ రేఖలో కదిలే ఏదైనా కణాలను అడ్డుకుంటుంది, అయితే అయాన్‌లను అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా విక్షేపం చేయవచ్చు మరియు "అవరోధం" గుండా ఉపరితలానికి వెళ్ళవచ్చు.

అయస్కాంత వడపోత పరికరం యొక్క పని సూత్రం

అయస్కాంత క్షేత్రంలో, Pe<

Pe మరియు Pi వరుసగా ఎలక్ట్రాన్లు మరియు అయాన్ల లార్మోర్ వ్యాసార్థాలు, మరియు a అనేది అయస్కాంత వడపోత యొక్క లోపలి వ్యాసం. ప్లాస్మాలోని ఎలక్ట్రాన్లు లోరెంజ్ శక్తి ద్వారా ప్రభావితమవుతాయి మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం వెంట అక్షసంబంధంగా తిరుగుతాయి, అయితే లార్మోర్ వ్యాసార్థంలోని అయాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్ల మధ్య వ్యత్యాసం కారణంగా అయస్కాంత క్షేత్రం అయాన్ల క్లస్టరింగ్‌పై తక్కువ ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. అయితే, అయస్కాంత వడపోత పరికరం యొక్క అక్షం వెంట ఎలక్ట్రాన్ కదలిక ఉన్నప్పుడు, దాని దృష్టి మరియు బలమైన ప్రతికూల విద్యుత్ క్షేత్రం కారణంగా భ్రమణ చలనం కోసం అక్షసంబంధంగా అయాన్‌లను ఆకర్షిస్తుంది మరియు ఎలక్ట్రాన్ వేగం అయాన్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఎలక్ట్రాన్ నిరంతరం అయాన్‌ను ముందుకు లాగుతుంది, అయితే ప్లాస్మా ఎల్లప్పుడూ పాక్షిక-విద్యుత్ తటస్థంగా ఉంటుంది. పెద్ద కణాలు విద్యుత్ తటస్థంగా లేదా కొద్దిగా ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడతాయి మరియు నాణ్యత అయాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్ల కంటే చాలా పెద్దదిగా ఉంటుంది, ప్రాథమికంగా అయస్కాంత క్షేత్రం మరియు జడత్వం వెంట సరళ కదలిక ద్వారా ప్రభావితం కాదు మరియు పరికరం లోపలి గోడతో ఢీకొన్న తర్వాత ఫిల్టర్ చేయబడుతుంది.
వంపుతిరిగే అయస్కాంత క్షేత్ర వక్రత మరియు ప్రవణత చలనం మరియు అయాన్-ఎలక్ట్రాన్ తాకిడిల మిశ్రమ పనితీరు కింద, ప్లాస్మాను అయస్కాంత వడపోత పరికరంలో విక్షేపం చేయవచ్చు. నేడు ఉపయోగించే సాధారణ సైద్ధాంతిక నమూనాలు మోరోజోవ్ ఫ్లక్స్ మోడల్ మరియు డేవిడ్సన్ రిజిడ్ రోటర్ మోడల్, ఇవి ఈ క్రింది సాధారణ లక్షణాన్ని కలిగి ఉన్నాయి: ఎలక్ట్రాన్‌లను ఖచ్చితంగా హెలికల్ పద్ధతిలో కదిలించేలా చేసే అయస్కాంత క్షేత్రం ఉంది.
అయస్కాంత వడపోత పరికరంలో ప్లాస్మా యొక్క అక్షసంబంధ కదలికను నిర్దేశించే అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క బలం ఇలా ఉండాలి:

Mi, Vo, మరియు Z లు వరుసగా అయాన్ ద్రవ్యరాశి, రవాణా వేగం మరియు మోసుకెళ్ళబడిన ఛార్జీల సంఖ్య. a అనేది అయస్కాంత వడపోత యొక్క లోపలి వ్యాసం, మరియు e అనేది ఎలక్ట్రాన్ ఛార్జ్.
కొన్ని అధిక శక్తి అయాన్లను ఎలక్ట్రాన్ పుంజం పూర్తిగా బంధించలేమని గమనించాలి. అవి అయస్కాంత వడపోత లోపలి గోడను చేరుకోవచ్చు, లోపలి గోడను సానుకూల పొటెన్షియల్‌గా మారుస్తాయి, ఇది అయాన్లు లోపలి గోడకు చేరకుండా నిరోధిస్తుంది మరియు ప్లాస్మా నష్టాన్ని తగ్గిస్తుంది.
ఈ దృగ్విషయం ప్రకారం, లక్ష్య అయాన్ రవాణా సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి అయాన్ల తాకిడిని నిరోధించడానికి అయస్కాంత వడపోత పరికరం యొక్క గోడకు తగిన సానుకూల పక్షపాత పీడనాన్ని వర్తింపజేయవచ్చు.

అయస్కాంత వడపోత పరికరం యొక్క వర్గీకరణ
(1) రేఖీయ నిర్మాణం. అయస్కాంత క్షేత్రం అయాన్ పుంజం ప్రవాహానికి మార్గదర్శకంగా పనిచేస్తుంది, కాథోడ్ స్పాట్ యొక్క పరిమాణాన్ని మరియు మాక్రోస్కోపిక్ కణ సమూహాల నిష్పత్తిని తగ్గిస్తుంది, ప్లాస్మాలోని ఘర్షణలను తీవ్రతరం చేస్తుంది, తటస్థ కణాలను అయాన్‌లుగా మార్చడానికి ప్రేరేపిస్తుంది మరియు మాక్రోస్కోపిక్ కణ సమూహాల సంఖ్యను తగ్గిస్తుంది మరియు అయస్కాంత క్షేత్ర బలం పెరిగేకొద్దీ పెద్ద కణాల సంఖ్యను వేగంగా తగ్గిస్తుంది. సాంప్రదాయ మల్టీ-ఆర్క్ అయాన్ పూత పద్ధతితో పోలిస్తే, ఈ నిర్మాణాత్మక పరికరం ఇతర పద్ధతుల వల్ల కలిగే సామర్థ్యంలో గణనీయమైన తగ్గింపును అధిగమిస్తుంది మరియు పెద్ద కణాల సంఖ్యను దాదాపు 60% తగ్గించేటప్పుడు తప్పనిసరిగా స్థిరమైన ఫిల్మ్ నిక్షేపణ రేటును నిర్ధారించగలదు.
(2) వక్ర-రకం నిర్మాణం. నిర్మాణం వివిధ రూపాలను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, ప్రాథమిక సూత్రం ఒకటే. ప్లాస్మా అయస్కాంత క్షేత్రం మరియు విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క మిశ్రమ పనితీరు కింద కదులుతుంది మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం అయస్కాంత శక్తి రేఖల దిశలో కదలికను విక్షేపం చేయకుండా ప్లాస్మాను పరిమితం చేయడానికి మరియు నియంత్రించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. మరియు ఛార్జ్ చేయని కణాలు సరళ రేఖ వెంట కదులుతాయి మరియు వేరు చేయబడతాయి. ఈ నిర్మాణ పరికరం ద్వారా తయారు చేయబడిన ఫిల్మ్‌లు అధిక కాఠిన్యం, తక్కువ ఉపరితల కరుకుదనం, మంచి సాంద్రత, ఏకరీతి ధాన్యం పరిమాణం మరియు బలమైన ఫిల్మ్ బేస్ సంశ్లేషణను కలిగి ఉంటాయి. XPS విశ్లేషణ ఈ రకమైన పరికరంతో పూత పూసిన ta-C ఫిల్మ్‌ల ఉపరితల కాఠిన్యం 56 GPaకి చేరుకోగలదని చూపిస్తుంది, అందువల్ల వక్ర నిర్మాణ పరికరం పెద్ద కణాల తొలగింపుకు అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే మరియు ప్రభావవంతమైన పద్ధతి, కానీ లక్ష్య అయాన్ రవాణా సామర్థ్యాన్ని మరింత మెరుగుపరచాల్సిన అవసరం ఉంది. 90° బెండ్ మాగ్నెటిక్ ఫిల్ట్రేషన్ పరికరం అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే వక్ర నిర్మాణ పరికరాలలో ఒకటి. Ta-C ఫిల్మ్‌ల ఉపరితల ప్రొఫైల్‌పై చేసిన ప్రయోగాలు 90° బెండ్ మాగ్నెటిక్ ఫిల్ట్రేషన్ పరికరంతో పోలిస్తే 360° బెండ్ మాగ్నెటిక్ ఫిల్ట్రేషన్ పరికరం యొక్క ఉపరితల ప్రొఫైల్ పెద్దగా మారదని చూపిస్తుంది, కాబట్టి పెద్ద కణాలకు 90° బెండ్ మాగ్నెటిక్ ఫిల్ట్రేషన్ ప్రభావాన్ని ప్రాథమికంగా సాధించవచ్చు. 90° బెండ్ మాగ్నెటిక్ ఫిల్ట్రేషన్ పరికరం ప్రధానంగా రెండు రకాల నిర్మాణాలను కలిగి ఉంటుంది: ఒకటి వాక్యూమ్ చాంబర్‌లో ఉంచబడిన బెండ్ సోలనోయిడ్, మరియు మరొకటి వాక్యూమ్ చాంబర్ వెలుపల ఉంచబడుతుంది మరియు వాటి మధ్య వ్యత్యాసం నిర్మాణంలో మాత్రమే ఉంటుంది. 90° బెండ్ మాగ్నెటిక్ ఫిల్ట్రేషన్ పరికరం యొక్క పని ఒత్తిడి 10-2Pa క్రమంలో ఉంటుంది మరియు దీనిని పూత నైట్రైడ్, ఆక్సైడ్, అమోర్ఫస్ కార్బన్, సెమీకండక్టర్ ఫిల్మ్ మరియు మెటల్ లేదా నాన్-మెటల్ ఫిల్మ్ వంటి విస్తృత శ్రేణి అప్లికేషన్లలో ఉపయోగించవచ్చు.

అయస్కాంత వడపోత పరికరం యొక్క సామర్థ్యం
గోడతో నిరంతర ఘర్షణలలో అన్ని పెద్ద కణాలు గతి శక్తిని కోల్పోలేవు కాబట్టి, పైపు అవుట్‌లెట్ ద్వారా నిర్దిష్ట సంఖ్యలో పెద్ద కణాలు ఉపరితలాన్ని చేరుకుంటాయి. అందువల్ల, పొడవైన మరియు ఇరుకైన అయస్కాంత వడపోత పరికరం పెద్ద కణాల యొక్క అధిక వడపోత సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, కానీ ఈ సమయంలో ఇది లక్ష్య అయాన్ల నష్టాన్ని పెంచుతుంది మరియు అదే సమయంలో నిర్మాణం యొక్క సంక్లిష్టతను పెంచుతుంది. అందువల్ల, అయస్కాంత వడపోత పరికరం అద్భుతమైన పెద్ద కణ తొలగింపును మరియు అయాన్ రవాణా యొక్క అధిక సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉందని నిర్ధారించుకోవడం బహుళ-ఆర్క్ అయాన్ పూత సాంకేతికతకు అధిక పనితీరు గల సన్నని ఫిల్మ్‌లను డిపాజిట్ చేయడంలో విస్తృత అనువర్తన అవకాశాన్ని కలిగి ఉండటానికి అవసరమైన అవసరం. అయస్కాంత వడపోత పరికరం యొక్క ఆపరేషన్ అయస్కాంత క్షేత్ర బలం, బెండ్ బయాస్, మెకానికల్ బాఫిల్ ఎపర్చరు, ఆర్క్ సోర్స్ కరెంట్ మరియు చార్జ్డ్ పార్టికల్ ఇన్సిడెన్స్ కోణం ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది. అయస్కాంత వడపోత పరికరం యొక్క సహేతుకమైన పారామితులను సెట్ చేయడం ద్వారా, పెద్ద కణాల వడపోత ప్రభావం మరియు లక్ష్యం యొక్క అయాన్ బదిలీ సామర్థ్యాన్ని సమర్థవంతంగా మెరుగుపరచవచ్చు.