مقناطیسی فلٹریشن ٹیکنالوجی

مقناطیسی فلٹریشن ڈیوائس کا بنیادی نظریہ
پلازما بیم میں بڑے ذرات کے لیے مقناطیسی فلٹرنگ ڈیوائس کا فلٹرنگ میکانزم مندرجہ ذیل ہے:
پلازما اور بڑے ذرات میں انچارج اور چارج ٹو ماس تناسب کے درمیان فرق کا استعمال کرتے ہوئے، سبسٹریٹ اور کیتھوڈ کی سطح کے درمیان ایک "رکاوٹ" (یا تو ایک چکرا یا مڑے ہوئے ٹیوب کی دیوار) ہوتی ہے، جو کسی بھی ذرات کو حرکت پذیر ہونے سے روکتی ہے۔ کیتھوڈ اور سبسٹریٹ کے درمیان سیدھی لکیر، جب کہ آئنوں کو مقناطیسی میدان سے ہٹایا جا سکتا ہے اور سبسٹریٹ تک "رکاوٹ" سے گزر سکتا ہے۔

مقناطیسی فلٹریشن ڈیوائس کے کام کرنے والے اصول

مقناطیسی میدان میں، Pe<

Pe اور Pi بالترتیب الیکٹران اور آئنوں کے Larmor radii ہیں، اور a مقناطیسی فلٹر کا اندرونی قطر ہے۔پلازما میں الیکٹرانز لورینٹز فورس سے متاثر ہوتے ہیں اور مقناطیسی میدان کے ساتھ محوری طور پر گھومتے ہیں، جبکہ مقناطیسی میدان لارمور کے رداس میں آئنوں اور الیکٹرانوں کے درمیان فرق کی وجہ سے آئنوں کے جھرمٹ پر کم اثر ڈالتا ہے۔تاہم، جب مقناطیسی فلٹر ڈیوائس کے محور کے ساتھ الیکٹران کی حرکت ہوتی ہے، تو یہ اپنے فوکس اور مضبوط منفی برقی فیلڈ کی وجہ سے گردشی حرکت کے لیے محوری کے ساتھ آئنوں کو اپنی طرف متوجہ کرے گا، اور الیکٹران کی رفتار آئن سے زیادہ ہوتی ہے، اس لیے الیکٹران آئن کو مسلسل آگے کی طرف کھینچیں، جبکہ پلازما ہمیشہ نیم برقی طور پر غیر جانبدار رہتا ہے۔بڑے ذرات برقی طور پر غیر جانبدار یا قدرے منفی چارج ہوتے ہیں، اور معیار آئنوں اور الیکٹرانوں سے بہت بڑا ہوتا ہے، بنیادی طور پر مقناطیسی میدان اور جڑت کے ساتھ لکیری حرکت سے متاثر نہیں ہوتا، اور اندرونی دیوار سے ٹکرانے کے بعد فلٹر ہو جاتا ہے۔ آلہ
موڑنے والے مقناطیسی میدان کے گھماؤ اور تدریجی بڑھے ہوئے اور آئن الیکٹران کے تصادم کے مشترکہ فنکشن کے تحت، مقناطیسی فلٹریشن ڈیوائس میں پلازما کو ہٹایا جا سکتا ہے۔آج استعمال ہونے والے عام نظریاتی ماڈلز میں موروزوف فلوکس ماڈل اور ڈیوڈسن رگڈ روٹر ماڈل ہیں، جن میں درج ذیل مشترک خصوصیات ہیں: ایک مقناطیسی میدان ہے جو الیکٹرانوں کو سختی سے ہیلیکل انداز میں حرکت دیتا ہے۔
مقناطیسی فلٹریشن ڈیوائس میں پلازما کی محوری حرکت کی رہنمائی کرنے والے مقناطیسی فیلڈ کی طاقت اس طرح ہونی چاہئے:

Mi، Vo، اور Z بالترتیب آئن ماس، نقل و حمل کی رفتار، اور چارجز کی تعداد ہیں۔a مقناطیسی فلٹر کا اندرونی قطر ہے، اور e الیکٹران چارج ہے۔
واضح رہے کہ کچھ اعلی توانائی کے آئنوں کو الیکٹران بیم سے مکمل طور پر پابند نہیں کیا جا سکتا۔وہ مقناطیسی فلٹر کی اندرونی دیوار تک پہنچ سکتے ہیں، اندرونی دیوار کو مثبت صلاحیت پر بنا سکتے ہیں، جس کے نتیجے میں آئنوں کو اندرونی دیوار تک پہنچنے سے روکتا ہے اور پلازما کے نقصان کو کم کرتا ہے۔
اس رجحان کے مطابق، ہدف آئن ٹرانسپورٹ کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے آئنوں کے تصادم کو روکنے کے لیے مقناطیسی فلٹر ڈیوائس کی دیوار پر ایک مناسب مثبت تعصب کا دباؤ لگایا جا سکتا ہے۔

مقناطیسی فلٹریشن ڈیوائس کی درجہ بندی
(1) لکیری ڈھانچہ۔مقناطیسی میدان آئن بیم کے بہاؤ کے لیے رہنما کے طور پر کام کرتا ہے، کیتھوڈ اسپاٹ کے سائز اور میکروسکوپک پارٹیکل کلسٹرز کے تناسب کو کم کرتا ہے، جبکہ پلازما کے اندر تصادم کو تیز کرتا ہے، غیر جانبدار ذرات کو آئنوں میں تبدیل کرتا ہے اور میکروسکوپک کی تعداد کو کم کرتا ہے۔ پارٹیکل کلسٹرز، اور مقناطیسی میدان کی طاقت میں اضافے کے ساتھ بڑے ذرات کی تعداد کو تیزی سے کم کرنا۔روایتی ملٹی آرک آئن کوٹنگ کے طریقہ کار کے مقابلے میں، یہ ساختی ڈیوائس دیگر طریقوں کی وجہ سے ہونے والی کارکردگی میں نمایاں کمی پر قابو پاتی ہے اور بڑے ذرات کی تعداد کو تقریباً 60 فیصد کم کرتے ہوئے بنیادی طور پر مستقل فلم جمع کرنے کی شرح کو یقینی بنا سکتی ہے۔
(2) وکر کی قسم کا ڈھانچہ۔اگرچہ ساخت کی مختلف شکلیں ہیں، لیکن بنیادی اصول ایک ہی ہے۔پلازما مقناطیسی میدان اور برقی میدان کے مشترکہ فنکشن کے تحت حرکت کرتا ہے، اور مقناطیسی میدان مقناطیسی قوت کی لکیروں کی سمت میں حرکت کو ہٹائے بغیر پلازما کو محدود اور کنٹرول کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔اور غیر چارج شدہ ذرات لکیری کے ساتھ ساتھ چلیں گے اور الگ ہوجائیں گے۔اس ساختی آلے کے ذریعہ تیار کردہ فلموں میں اعلی سختی، کم سطح کی کھردری، اچھی کثافت، یکساں اناج کا سائز، اور مضبوط فلم بیس چپکنے والی ہوتی ہے۔XPS تجزیہ سے پتہ چلتا ہے کہ اس قسم کے آلے کے ساتھ لیپت ta-C فلموں کی سطح کی سختی 56 GPa تک پہنچ سکتی ہے، اس طرح مڑے ہوئے ڈھانچے کا آلہ بڑے ذرات کو ہٹانے کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والا اور موثر طریقہ ہے، لیکن ہدف آئن ٹرانسپورٹ کی کارکردگی کی ضرورت ہے۔ مزید بہتر ہوا.90° موڑنے والا مقناطیسی فلٹریشن ڈیوائس سب سے زیادہ استعمال ہونے والے مڑے ہوئے ڈھانچے کے آلات میں سے ایک ہے۔Ta-C فلموں کے سطحی پروفائل پر کیے گئے تجربات سے پتہ چلتا ہے کہ 360° موڑنے والے مقناطیسی فلٹریشن ڈیوائس کا سطحی پروفائل 90° موڑنے والے مقناطیسی فلٹریشن ڈیوائس کے مقابلے میں زیادہ تبدیل نہیں ہوتا ہے، لہذا بڑے ذرات کے لیے 90° موڑنے والے مقناطیسی فلٹریشن کا اثر بنیادی طور پر ہو سکتا ہے۔ حاصل کیا90° موڑ مقناطیسی فلٹریشن ڈیوائس میں بنیادی طور پر دو قسم کے ڈھانچے ہوتے ہیں: ایک موڑ سولینائڈ ہے جو ویکیوم چیمبر میں رکھا جاتا ہے، اور دوسرا ویکیوم چیمبر سے باہر رکھا جاتا ہے، اور ان کے درمیان فرق صرف ڈھانچے میں ہوتا ہے۔90° موڑنے والے مقناطیسی فلٹریشن ڈیوائس کا ورکنگ پریشر 10-2Pa کی ترتیب میں ہے، اور اسے وسیع پیمانے پر ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے کوٹنگ نائٹرائڈ، آکسائیڈ، بے کار کاربن، سیمی کنڈکٹر فلم اور دھات یا نان میٹل فلم۔ .

مقناطیسی فلٹریشن ڈیوائس کی کارکردگی
چونکہ تمام بڑے ذرات دیوار کے ساتھ مسلسل تصادم میں حرکی توانائی کھو نہیں سکتے، اس لیے ایک خاص تعداد میں بڑے ذرات پائپ آؤٹ لیٹ کے ذریعے سبسٹریٹ تک پہنچ جائیں گے۔لہذا، ایک طویل اور تنگ مقناطیسی فلٹریشن ڈیوائس میں بڑے ذرات کی فلٹریشن کی کارکردگی زیادہ ہوتی ہے، لیکن اس وقت یہ ہدف کے آئنوں کے نقصان میں اضافہ کرے گا اور اسی وقت ساخت کی پیچیدگی میں اضافہ کرے گا۔لہٰذا، اس بات کو یقینی بنانا کہ مقناطیسی فلٹریشن ڈیوائس میں بہترین بڑے ذرات کو ہٹانا اور آئن ٹرانسپورٹ کی اعلی کارکردگی ملٹی آرک آئن کوٹنگ ٹیکنالوجی کے لیے ایک ضروری شرط ہے تاکہ اعلی کارکردگی والی پتلی فلموں کو جمع کرنے میں وسیع اطلاق کا امکان ہو۔مقناطیسی فلٹریشن ڈیوائس کا آپریشن مقناطیسی فیلڈ کی طاقت، موڑ کا تعصب، مکینیکل بافل یپرچر، آرک سورس کرنٹ اور چارجڈ پارٹیکل انڈینس اینگل سے متاثر ہوتا ہے۔مقناطیسی فلٹریشن ڈیوائس کے معقول پیرامیٹرز کو ترتیب دے کر، بڑے ذرات کے فلٹرنگ اثر اور ہدف کی آئن ٹرانسفر کی کارکردگی کو مؤثر طریقے سے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔