Ìmọ̀-ẹ̀rọ ìṣẹ́lẹ̀ oofa oofa

Ìlànà ìpìlẹ̀ ti ẹ̀rọ ìṣàlẹ̀ oofa
Ọ̀nà ìṣàlẹ̀ ẹ̀rọ ìṣàlẹ̀ oofa fún àwọn èròjà ńláńlá nínú ìró plasma ni a tẹ̀lé yìí:
Nípa lílo ìyàtọ̀ láàárín plasma àti àwọn èròjà ńláńlá nínú agbára àti ìpíndọ́gba agbára-sí-ìwọ̀n, a lè gbé “ìdènà” kan (yálà ògiri baffle tàbí ògiri ọ̀pá onítẹ̀) sí àárín substrate àti ojú cathode, èyí tí ó ń dí àwọn èròjà èyíkéyìí tí ń rìn ní ìlà títọ́ láàárín cathode àti substrate, nígbà tí pápá oofa lè yí àwọn ion náà padà kí ó sì kọjá nípasẹ̀ “ìdènà” sí substrate náà.

Ìlànà iṣẹ́ ti ẹ̀rọ ìṣàlẹ̀ oofa

Nínú pápá oofa, Pe<

Pe àti Pi ni radii Larmor ti awọn elekitironi ati awọn ion lẹsẹsẹ, ati a ni iwọn ila opin inu ti àlẹmọ oofa. Awọn elekitironi ninu plasma ni ipa nipasẹ agbara Lorentz ati yiyi ni aaye oofa ni axially, lakoko ti aaye oofa ko ni ipa diẹ lori iṣakojọpọ awọn ions nitori iyatọ laarin awọn ions ati awọn elekitironi ninu rediosi Larmor. Sibẹsibẹ, nigbati iṣipopada elekitironi ni axial ti ẹrọ àlẹmọ oofa, yoo fa awọn ions ni axial fun išipopada iyipo nitori idojukọ rẹ ati aaye ina odi ti o lagbara, ati iyara elekitironi tobi ju ion lọ, nitorinaa elekitironi naa n fa ion siwaju nigbagbogbo, lakoko ti plasma nigbagbogbo n duro ni aisi ina. Awọn patikulu nla jẹ alaisi ina tabi agbara odi diẹ, ati didara naa tobi ju awọn ions ati awọn elekitironi lọ, ni ipilẹ ko ni ipa nipasẹ aaye oofa ati išipopada laini ni ọna inertia, ati pe a yoo yọ kuro lẹhin ikọlu pẹlu ogiri inu ti ẹrọ naa.
Lábẹ́ iṣẹ́ àpapọ̀ ti ìyípadà magnetic field curvature àti gradient drift àti ion-electron collisions, a lè yí plasma padà nínú ẹ̀rọ ìfọ́mọ́ magnetic. Nínú àwọn àpẹẹrẹ ìmọ̀ tí a sábà máa ń lò lónìí ni Morozov flux model àti Davidson rigidit rotor model, èyí tí ó ní àwọn ànímọ́ tí ó wọ́pọ̀ wọ̀nyí: pápá magnetic kan wà tí ó ń mú kí àwọn electrons máa rìn ní ọ̀nà tí ó jẹ́ ti helical.
Agbára pápá oofa tí ó ń darí ìṣípo axial ti plasma nínú ẹ̀rọ ìfọ́mọ́ oofa náà gbọ́dọ̀ jẹ́ irú èyí tí:

Mi, Vo, àti Z ni ìwọ̀n ion, iyàrá ìrìnnà, àti iye àwọn agbára tí a gbé lẹ́sẹẹsẹ. a ni iwọ̀n inú àlẹ̀mọ́ oofa, e sì ni agbára elekitironi.
Ó yẹ kí a kíyèsí pé àwọn ion agbára gíga kan kò lè di mọ́ ara wọn pátápátá nípasẹ̀ ìtànṣán elekitironi. Wọ́n lè dé ògiri inú ti àlẹ̀mọ́ oofa, èyí tí yóò mú kí ògiri inú ní agbára rere, èyí tí yóò sì dí àwọn ion náà lọ́wọ́ láti máa tẹ̀síwájú láti dé ògiri inú, tí yóò sì dín pípadánù plasma kù.
Gẹ́gẹ́ bí ìṣẹ̀lẹ̀ yìí ti sọ, a lè lo ìfúnpọ̀ rere tó yẹ sí ògiri ẹ̀rọ àlẹ̀mọ́ oofa láti dènà ìkọlù àwọn ion láti mú kí iṣẹ́ ìrìnnà ion tí a fẹ́ ṣe sunwọ̀n sí i.

Ìsọ̀rí ẹ̀rọ ìfọ́mọ́ oofa
(1) Ìṣètò ìlà. Ibùdó oofa naa n ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ìtọ́sọ́nà fún ìṣàn ion beam, ó ń dín ìwọ̀n ààlà cathode àti ìwọ̀n àwọn àkójọpọ̀ macroscopic, nígbà tí ó ń mú kí ìkọlù láàrín plasma pọ̀ sí i, ó ń fa ìyípadà àwọn patikulu aláìlágbára sí àwọn ions àti dín iye àwọn àkójọpọ̀ macroscopic kù, ó sì ń dín iye àwọn patikulu ńlá kù kíákíá bí agbára pápá oofa ṣe ń pọ̀ sí i. Ní ìfiwéra pẹ̀lú ọ̀nà ìbòrí ion oní-arc tí a ṣe déédéé, ẹ̀rọ ìṣètò yìí borí ìdínkù pàtàkì nínú iṣẹ́ tí àwọn ọ̀nà míràn ń fà, ó sì lè rí i dájú pé ìwọ̀n ìfipamọ́ fíìmù dúró déédéé nígbàtí ó ń dín iye àwọn patikulu ńlá kù nípa nǹkan bí 60%.
(2) Ìṣètò irú ìtẹ̀. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé ìṣètò náà ní onírúurú ìrísí, ṣùgbọ́n ìlànà ìpìlẹ̀ náà kan náà ni. Plasma náà ń lọ lábẹ́ iṣẹ́ àpapọ̀ ti pápá oofa àti pápá ina, a sì ń lo pápá oofa láti dín plasma kù àti láti ṣàkóso rẹ̀ láìsí yíyípo ìṣípo ní ìtọ́sọ́nà àwọn ìlà agbára oofa. Àwọn èròjà tí kò ní agbára yóò sì rìn ní ìlà oofa náà a ó sì yà wọ́n sọ́tọ̀. Àwọn fíìmù tí ẹ̀rọ ìṣètò yìí pèsè ní líle gíga, àìlera ojú ilẹ̀ tí ó kéré, ìwọ̀n tí ó dára, ìwọ̀n ọkà kan náà, àti ìsopọ̀ fíìmù tí ó lágbára. Ìwádìí XPS fihàn pé líle ojú ilẹ̀ ti àwọn fíìmù ta-C tí a fi irú ẹ̀rọ yìí bò lè dé 56 GPa, nítorí náà ẹ̀rọ ìṣètò tí ó tẹ̀ ni ọ̀nà tí ó gbòòrò jùlọ tí ó sì gbéṣẹ́ jùlọ fún yíyọ àwọn èròjà ńlá kúrò, ṣùgbọ́n a nílò láti túbọ̀ mú kí iṣẹ́ ìṣiṣẹ́ ion tí a fẹ́ ṣe sunwọ̀n sí i. Ẹ̀rọ ìṣètò oofa tí ó tẹ̀ 90° jẹ́ ọ̀kan lára ​​àwọn ẹ̀rọ ìṣètò tí ó tẹ̀ 90°. Àwọn àyẹ̀wò lórí ìṣètò ojú ilẹ̀ ti àwọn fíìmù Ta-C fihàn pé ìṣètò ojú ilẹ̀ ti ẹ̀rọ ìṣètò oofa tí ó tẹ̀ 360° kò yípadà púpọ̀ ní ìfiwéra pẹ̀lú ẹ̀rọ ìṣètò oofa tí ó tẹ̀ 90°, nítorí náà ipa ìṣètò oofa tí ó tẹ̀ 90° fún àwọn èròjà ńlá ni a lè ṣe ní pàtàkì. Ẹ̀rọ ìfọ́mọ́ magnetic tí a fi 90° ṣe ní oríṣiríṣi ìrísí méjì: ọ̀kan jẹ́ solenoid tí a fi pẹ̀lẹ́pẹ̀lẹ́ ṣe tí a gbé sínú yàrá ìfọ́mọ́, èkejì sì wà níta yàrá ìfọ́mọ́, ìyàtọ̀ láàrín wọn sì wà nínú ìrísí náà nìkan. Ìfúnpá iṣẹ́ ti ẹ̀rọ ìfọ́mọ́ magnetic tí a fi pẹ̀lẹ́pẹ̀lẹ́ ṣe tí 90° jẹ́ ní ìtòlẹ́sẹẹsẹ 10-2Pa, a sì lè lò ó fún ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìlò, bíi nítride tí a fi bò ó, oxide, carbon amorphous, fíìmù semiconductor àti fíìmù irin tàbí ti kì í ṣe irin.

Lilo ẹ̀rọ àlẹ̀mọ́ oofa
Níwọ́n ìgbà tí kìí ṣe gbogbo àwọn èròjà ńláńlá ló lè pàdánù agbára ìdènà nígbà tí wọ́n bá ń kojú ògiri, iye àwọn èròjà ńláńlá kan yóò dé orí ilẹ̀ náà nípasẹ̀ ìjáde páìpù. Nítorí náà, ẹ̀rọ ìdènà mànàmáná gígùn àti tóóró ní agbára ìdènà tó ga jù ti àwọn èròjà ńláńlá, ṣùgbọ́n ní àkókò yìí yóò mú kí pípadánù àwọn ion tí a fojú sí pọ̀ sí i, ní àkókò kan náà, yóò mú kí ìdànù àwọn èròjà ńláńlá pọ̀ sí i, ní àkókò kan náà, yóò mú kí ìdànù àwọn èròjà ńláńlá pọ̀ sí i, yóò sì mú kí ìṣètò náà túbọ̀ lágbára sí i. Nítorí náà, rírí i dájú pé ẹ̀rọ ìdènà mànàmáná ní ìyọkúrò èròjà ńláńlá tó dára àti agbára gíga ti gbigbe ion jẹ́ ohun pàtàkì fún ìmọ̀-ẹ̀rọ ìbòrí ion oní-arc láti ní àǹfààní ìlò tó gbòòrò nínú fífi àwọn fíìmù tín-tín tó ga sí i. Iṣẹ́ ẹ̀rọ ìdènà mànàmáná ní ipa lórí agbára pápá mànàmáná, bíbọ́, ihò baffle mechanical, arc source current àti chargeed particle incidence angle. Nípa ṣíṣe àwọn pàrámítà tó bójú mu ti ẹ̀rọ ìdènà mànàmáná, ipa ìdènà ti àwọn èròjà ńláńlá àti agbára ìdènà ion ti ibi-afẹ́de náà le dára sí i.