Технологияи филтратсияи магнитӣ

Назарияи асосии дастгоҳи филтратсияи магнитӣ
Механизми филтркунии дастгоҳи филтркунии магнитӣ барои зарраҳои калон дар нури плазма чунин аст:
Бо истифода аз фарқияти байни зарраҳои плазма ва калон дар заряд ва таносуби заряд ба масса, дар байни субстрат ва сатҳи катод "монеа" (ё девори қубур ё девори қубурӣ) мавҷуд аст, ки ҳама зарраҳои дар хати рости байни катод ва субстрат ҳаракаткунандаро бозмедорад, дар ҳоле ки ионҳо метавонанд тавассути майдони магнитӣ аз майдони магнитӣ гузаранд.

Принсипи кори дастгоҳи филтратсияи магнитӣ

Дар майдони магнитй Pe<

Pe ва Pi мутаносибан радиусҳои Лармори электронҳо ва ионҳо ва а диаметри дарунии филтри магнитӣ мебошанд. Электронҳо дар плазма ба қувваи Лоренц таъсир карда, дар баробари майдони магнитӣ ба таври меҳвар чарх мезананд, дар ҳоле ки майдони магнитӣ аз сабаби фарқияти байни ионҳо ва электронҳо дар радиуси Лармор ба кластершавии ионҳо камтар таъсир мерасонад. Аммо, вақте ки электрон дар баробари меҳвари дастгоҳи филтри магнитӣ ҳаракат мекунад, он ионҳоро дар баробари меҳвар барои ҳаракати гардиш бо сабаби фокус ва майдони манфии манфии худ ҷалб мекунад ва суръати электрон аз ион зиёдтар аст, аз ин рӯ электрон ҳамеша ионро ба пеш мекашад, дар ҳоле ки плазма ҳамеша квази-электрикӣ бетараф мемонад. Заррачаҳои калон аз ҷиҳати барқ ​​бетараф ё каме манфӣ заряднок буда, сифат аз ионҳо ва электронҳо хеле калонтар аст, ки асосан ба майдони магнитӣ ва ҳаракати хатӣ дар баробари инерсия таъсир намерасонад ва пас аз бархӯрд бо девори дарунии дастгоҳ филтр карда мешавад.
Дар доираи функсияи якҷояи каҷшавии майдони магнитии хамшаванда ва бархӯрдҳои градиентӣ ва ион-электрон, плазмаро дар дастгоҳи филтратсияи магнитӣ буриш кардан мумкин аст. Дар Моделҳои назариявии умумӣ, ки имрӯз истифода мешаванд, модели флюси Морозов ва модели ротори сахти Дэвидсон мебошанд, ки хусусияти умумии зерин доранд: майдони магнитӣ мавҷуд аст, ки электронҳоро ба таври қатъӣ спиралӣ ҳаракат мекунад.
Қувваи майдони магнитӣ, ки ҳаракати меҳвари плазмаро дар дастгоҳи филтратсияи магнитӣ роҳнамоӣ мекунад, бояд чунин бошад, ки:

Mi, Vo ва Z мутаносибан массаи ион, суръати интиқол ва шумораи зарядҳои интиқолшуда мебошанд. a - диаметри дарунии филтри магнитӣ ва e заряди электронӣ.
Бояд қайд кард, ки баъзе ионҳои энергияи баландро шуои электрон пурра пайваст карда наметавонанд. Онҳо метавонанд ба девори дарунии филтри магнитӣ расида, девори ботиниро ба потенсиали мусбӣ табдил диҳанд, ки дар навбати худ аз идомаи расидани ионҳо ба девори дарунӣ монеъ мешавад ва талафоти плазмаро коҳиш медиҳад.
Тибқи ин падида, метавонад ба девори дастгоҳи филтри магнитӣ фишори мувофиқи ғарази мусбат татбиқ карда шавад, то бархӯрди ионҳоро пешгирӣ кунад, то самаранокии интиқоли ионҳои ҳадафро беҳтар кунад.

Таснифи дастгоҳи филтратсияи магнитӣ
(1) Сохтори хатӣ. Майдони магнитӣ ҳамчун роҳнамо барои ҷараёни шуои ионҳо амал карда, андозаи нуқтаи катод ва таносуби кластерҳои зарраҳои макроскопиро коҳиш медиҳад, дар ҳоле ки бархӯрдҳоро дар дохили плазма пурзӯр мекунад, ба табдили зарраҳои нейтралӣ ба ионҳо мусоидат мекунад ва миқдори макроскопии майдони зарраҳоро ҳамчун миқдори босуръати миқдори заррачаҳои магнитиро коҳиш медиҳад. меафзояд. Дар муқоиса бо усули анъанавии рӯйпӯшкунии ионҳои бисёркамон, ин дастгоҳи сохторӣ коҳиши назарраси самаранокии тавассути усулҳои дигарро бартараф мекунад ва метавонад суръати доимии таҳшиншавии филмро ҳангоми кам кардани шумораи зарраҳои калон тақрибан 60% таъмин кунад.
(2) Сохтори навъи каҷ. Гарчанде ки сохтор шаклҳои гуногун дорад, аммо принсипи асосӣ як аст. Плазма дар зери вазифаи якҷояи майдони магнитӣ ва майдони барқ ​​​​ҳаракат мекунад ва майдони магнитӣ барои маҳдуд кардан ва идора кардани плазма бидуни тағир додани ҳаракат дар самти хатҳои қувваи магнитӣ истифода мешавад. Ва зарраҳои заряднашуда қад-қади хаттӣ ҳаракат мекунанд ва аз ҳам ҷудо мешаванд. Плёнкахое, ки ин асбоби конструк-торй тайёр мекунад, сахтии баланд, нохамвории сатхи паст, зичии хуб, андозаи якхелаи дона ва часпиши мустахками асоси плёнка доранд. Таҳлили XPS нишон медиҳад, ки сахтии сатҳи филмҳои ta-C, ки бо ин навъи дастгоҳ пӯшонида шудаанд, метавонад ба 56 GPa расад, аз ин рӯ дастгоҳи сохтори каҷ усули аз ҳама васеъ истифодашаванда ва самараноки бартараф кардани зарраҳои калон аст, аммо самаранокии интиқоли ионҳои мақсаднок бояд минбаъд такмил дода шавад. Дастгоҳи филтратсияи магнитии 90° хам яке аз дастгоҳҳои сохтори қубури васеъ истифодашаванда мебошад. Таҷрибаҳо дар профили сатҳи филмҳои Ta-C нишон медиҳанд, ки профили сатҳи дастгоҳи филтратсияи магнитии 360 ° хам дар муқоиса бо дастгоҳи филтратсияи магнитии 90 ° хам чандон тағир намеёбад, аз ин рӯ таъсири филтратсияи магнитии 90 ° хам барои зарраҳои калон асосан ба даст оварда мешавад. Дастгоҳи филтратсияи магнитии 90° хам асосан ду намуди сохтор дорад: яке электромагнитҳои печдор дар камераи вакуумӣ ва дигаре аз камераи вакуумӣ ҷойгир карда шудааст ва фарқияти байни онҳо танҳо дар сохтор аст. Фишори кории дастгоҳи филтратсияи магнитии 90 ° хам ба 10-2Pa аст ва он метавонад дар доираи васеи барномаҳо, аз қабили нитрид, оксид, карбон аморфӣ, филми нимноқил ва филми металлӣ ё ғайриметаллӣ истифода шавад.

Самаранокии дастгоҳи филтратсияи магнитӣ
Азбаски на ҳама зарраҳои калон метавонанд энергияи кинетикиро дар бархӯрди доимӣ бо девор гум кунанд, миқдори муайяни зарраҳои калон тавассути баромади қубур ба субстрат мерасад. Аз ин рӯ, дастгоҳи филтратсияи магнитии дароз ва танг дорои самаранокии филтратсияи зарраҳои калон аст, аммо дар ин вақт он талафоти ионҳои мақсаднокро зиёд мекунад ва дар айни замон мураккабии сохторро зиёд мекунад. Аз ин рӯ, таъмини он, ки дастгоҳи филтратсияи магнитӣ дорои тозакунии аълои зарраҳои калон ва самаранокии баланди интиқоли ионҳо мебошад, як шарти зарурии технологияи пӯшиши ионҳои бисёркамонӣ барои доштани дурнамои васеи татбиқ дар гузоштани плёнкаҳои тунуки баландсифат мебошад. Ба кори дастгоҳи филтратсияи магнитӣ қувваи майдони магнитӣ, ғарази хам, кушодагии механикии кафшер, ҷараёни манбаи камон ва кунҷи паҳншавии зарраҳои заряднок таъсир мерасонад. Бо гузоштани параметрҳои оқилонаи дастгоҳи филтратсияи магнитӣ, таъсири филтркунии зарраҳои калон ва самаранокии интиқоли ионҳои ҳадаф метавонад ба таври муассир беҳтар карда шавад.