Il-prinċipju tar-raġġ tal-jone tal-evaporazzjoni tar-raġġ tal-elettroni tal-UV LED bogħod uvc 222 172nm u r-raġġ tal-jone tal-magnetron sputtering
9.3 Fluss ta' Elettroni ta' l-Ark
F'dawn l-aħħar snin, il-fluss ta 'elettroni ta' l-ark ta '-enerġija għolja,-densità għolja fl-iskariku ta' l-ark kellu rwol prominenti fil-proċessi tal-kisi tal-jone, bħal tisħin ta 'biċċiet tax-xogħol, tindif ta' biċċiet tax-xogħol, titjib tal-effetti ta 'jonizzazzjoni, u depożizzjoni tal-kisi. Dawn l-aspetti ġew introdotti fil-kapitoli preċedenti. Din it-taqsima tiġbor fil-qosor u torganizza l-karatteristiċi, il-metodi ta 'ġenerazzjoni, u l-applikazzjonijiet tal-fluss tal-elettroni tal-ark, li tippermetti lill-qarrejja japprezzaw l-importanza li jutilizzaw bis-sħiħ il-fluss tal-elettroni tal-ark.
9.3.1 Karatteristiċi u Metodi ta' Ġenerazzjoni tal-Fluss tal-Electron tal-Ark
1. Karatteristiċi ta 'Ark Electron Flow
Id-densità tal-fluss tal-elettroni, fluss tal-jone, u atomi newtrali ta'{0}}enerġija għolja fil-plażma tal-ark ġġenerata mill-iskarigu tal-ark hija ħafna ogħla minn dik fl-iskarigu li jkandi. Fl-ispazju tal-kisi, hemm aktar joni tal-gass, joni tal-metall, atomi ta 'enerġija għolja-eċċitati, u diversi gruppi attivi, li għandhom rwoli importanti fl-istadji tat-tisħin, tindif u kisi tal-proċess ta' depożizzjoni. Il-forma ta 'azzjoni tal-fluss tal-elettroni tal-ark tvarja minn dik tar-raġġi tal-joni; mhuwiex kompletament konverġenti fi "raġġ" iżda l-aktar fi stat diverġenti, għalhekk jissejjaħ fluss ta 'elettroni bl-ark. Peress li l-fluss tal-elettroni tal-ark jimxi lejn l-anodu, kull fejn il-arblu pożittiv tal-provvista tal-enerġija tal-ark ikun imqabbad, il-fluss tal-elettroni tal-ark se jkun dirett hemmhekk. L-anodu jista 'jkun il-biċċa tax-xogħol, anodu awżiljarju, griġjol, eċċ.
2. Metodi għall-Ġenerazzjoni tal-Fluss ta 'Ark Electron
(1) Ġenerazzjoni tas-Sors tal-Gass tal-Fluss tal-Electron tal-Ark
L-iskarigu tal-ark tal-katodu vojt u l-iskarigu tal-ark tal-filament sħun jistgħu jiksbu kurrenti tal-ark ta 'madwar 200A, b'vultaġġi tal-ark ta' 50 ~ 70V.
(2) Ġenerazzjoni ta 'Sors Solidu ta' Fluss ta 'Ark Electron
Sorsi ta 'ark katodiku, inklużi sorsi ta' ark żgħar, sorsi ta 'ark kolonnari, sorsi ta' ark kbar planari rettangolari, eċċ Kull skariku ta 'sors ta' ark katodiku għandu kurrent ta 'ark ta' 80 ~ 200A u vultaġġ ta 'ark ta' 18 ~ 25V. Il-fluss ta 'elettroni ta' l-ark ta '-densità għolja,-enerġetika baxxa fiż-żewġ tipi ta' plażma ta 'discharge ta' l-ark jista 'jipproduċi jonizzazzjoni ta' kolliżjoni intensa ma 'atomi tal-gass u tal-kisi tal-metall, li jipproduċu aktar joni tal-gass, joni tal-metall, diversi atomi attivi ta'-enerġija għolja, u gruppi attivi, u b'hekk tiżdied l-attività ġenerali tal-joni tal-kisi.
9.3.2 Applikazzjonijiet tal-Fluss tal-Electron tal-Ark
1. Applikazzjonijiet tal-Fluss tal-Electron tal-Ark tas-Sors tal-Gass
1) Balzers Company Ivvintat il-Magni tal-Plating tal-Ion tal-Ark tal-Filament sħun l-ewwel
Il-fluss tal-elettroni tal-ark emess mill-pistola tal-ark tal-filament sħun minn fuq għal isfel lejn l-anodu jista 'jikkontrolla l-proċess kollu tat-tisħin, it-tindif u l-kisi tal-biċċa tax-xogħol billi jibdel il-pożizzjoni tal-anodu u l-varjazzjonijiet tal-kurrent elettromanjetiku. Għalkemm din il-magna tal-kisi m'għadhiex tintuża għall-kisi, għadha impjegata għat-tisħin tal-biċċa tax-xogħol u t-tindif tal-bumbardament.
2) Hauzer Company Tibdel il-Pożizzjoni tal-Anodu
Bl-użu tal-effetti tal-kamp elettriku biss, il-fluss tal-elettroni tal-ark jonizza l-gass tal-argon waqt il-moviment lejn l-anodu biex jipproduċi fluss tal-jone tal-argon ta '{0}}densità għolja għat-tindif bil-bumbardament tal-biċċiet tax-xogħol; gass tan-nitroġenu jonizzanti jipproduċi fluss ta' joni tan-nitroġenu ta'-densità għolja għan-nitrur tal-jone bl-ark.
3) Inizjalment, il-kannijiet tal-katodu vojta kienu użati biss f'magni tal-kisi tal-jone tal-katodu vojta
Dalian Jingjing Technology Co., Ltd installat pistola katodu vojta f'magna tal-kisi tal-jone ta 'sors ta' ark żgħir bħala sors ta 'tindif tal-bumbardament għal biċċiet tax-xogħol, kisba ta' effetti tajbin ta 'tindif u ttejjeb il-luminożità tal-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol.
4) Dr Peng Hongjian Installa Pistola tal-Katodu vojta f'Magni tal-Plating tal-Ion tas-Sors Żgħir tal-Ark
Waqt il-kisi bis-sors tal-ark żgħir, il-kanun tal-katodu vojt jiġi attivat simultanjament, bl-użu ta '-fluss tal-elettroni tal-ark ta' densità għolja biex tiżdied il-probabbiltà ta 'ħabta mal-partiċelli tal-kisi, irfinar l-istruttura tal-kisi. Figura 9 -10 Immaġini tal-mikroskopju tal-forza atomika tal-istruttura tal-kisi rfinuti permezz tal-fluss tal-elettroni tal-ark tal-katodu vojt a) Kurrent tal-kanun tal-katodu vojt 0A b) Kurrent tal-kanun tal-katodu vojt 120A c) Kurrent tal-kanun tal-katodu vojt 140A d) Kurrent tal-kanun tal-katodu vojt 160A Nota: Din il-figura Peng ipprovduta minn Dr. Kif jidher fil-Figura 9-10, biż-żieda tal-kurrent tal-ark tal-katodu vojt vojta, partiċelli kbar fil-kisja jonqsu u jirfinaw gradwalment, li jindika li l-fluss tal-elettroni tal-ark ta 'densità għolja jista' jirfina l-istruttura tal-kisi minn sorsi tal-ark katodiku.
2. Applikazzjonijiet ta 'Sors Solidu Arc Electron Flow
(1) Teknoloġija tat-Tindif tal-Biċċa tax-Xogħol Mtejba tal-Fluss tal-Ark Elettron
Fil-proċessi tal-kisi tal-jone, it-tindif tal-jone tal-argon b'discharge glow huwa ġeneralment użat għall-biċċiet tax-xogħol, iżda d-densità tal-fluss tal-jone tal-argon mill-iskarigu glow hija baxxa; bl-użu ta ' joni tat-titanju minn plażma ta ' sors ta ' ark katodiku biex jitnaddfu l-biċċiet tax-xogħol jistgħu jipproduċu partiċelli kbar fuq il-wiċċ. Tfaċċat teknoloġija ġdida bl-użu ta' fluss ta' elettroni minn plażma ta' ark indotta minn kamp kiesaħ-emiss minn sorsi ta' ark katodiku biex jonizza l-gass ta' l-argon, li tipproduċi joni ta' argon ta'-enerġija baxxa, ta' densità għolja- għat-tindif tal-biċċa tax-xogħol. Diversi logħbiet tal-pożizzjoni tal-katodu-anodu jippermettu li kampi elettriċi jmexxu l-fluss tal-elettroni għal kwalunkwe pożizzjoni tal-anodu mixtieqa. Tindif tal-bombardament b'-enerġija baxxa, fluss tal-jone tal-argon ta'-densità għolja jipprovdi effetti tajbin ta' tindif u luminożità għolja tal-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol. Dan huwa l-aktar metodu sempliċi u l-aktar baxx ta'-spejjeż biex jinkiseb fluss ta'-densità għolja tal-jone tal-argon.
(2) Proċess ta 'Kisi ta' Magnetron Sputtering Imsaħħaħ tal-Fluss tal-Electron tal-Ark
It-teknoloġija tal-kisi tal-sputtering tal-Magnetron topera f'discharge glow b'densità baxxa tal-plażma, li tirriżulta f'rati baxxi ta 'depożizzjoni, adeżjoni baxxa ta' film-sottostrat, rati baxxi ta 'jonizzazzjoni tal-metall, u enerġija baxxa tal-partiċelli tal-kisi, li jagħmilha diffiċli biex jinkisbu films komposti. F'dawn l-aħħar snin, ħarġet teknoloġija ġdida billi kkonfiguraw sorsi ta 'ark katodiku f'magni ta' magnetron sputtering biex itejbu l-livell ta 'kisi ta' magnetron sputtering.
Fluss ta 'elettroni ta' l-ark ta 'densità għolja-jonizza l-gass ta' l-argon biex jipproduċi fluss ta 'jone ta' argon ta '-densità għolja għat-tindif tal-bumbardament ta' biċċiet tax-xogħol, jissostitwixxi t-tindif tal-bumbardament tal-jone tat-titanju użat fit-tul-u jtejjeb l-effetti dekorattivi għal prodotti dekorattivi ta '-għoli miksija bil-magnetron sputtering.
Fluss tal-elettroni tal-ark ta' densità għolja-jonizza l-gass tal-argon biex jipproduċi fluss tal-jone tal-argon ta'-densità għolja għal sputtering fil-mira, li jżid ir-rati ta' depożizzjoni.
Sorsi ta 'ark katodiku mqabbla fil-kisi tal-mira tal-magnetron sputtering jistgħu jiksu flimkien ma' miri tal-magnetron sputtering wara t-tindif tal-biċċa tax-xogħol, li jippermettu films ta 'liga u films b'ħafna saffi.
Deposizzjoni assistita. Matul il-parteċipazzjoni tal-kisi minn sorsi ta 'ark katodiku, il-fluss ta' l-elettroni fuq 100A emess iżid ir-rata ta 'jonizzazzjoni ta' atomi ta 'kisi sputtered, li jiffaċilita l-formazzjoni ta' film kompost; aktar joni tal-metall jilħqu l-biċċa tax-xogħol, iżidu r-rati ta 'depożizzjoni ta' magnetron sputtering. Fil-Kapitolu 7, ġiet introdotta l-magna tal-kisi tal-jone tal-ark katodiku columnar żviluppata minn Platt Company, b'sors tal-ark katodiku kolonni installat fin-nofs bħala mira ta 'sputtering ta' magnetron columnar (mudell oriġinali m411). Il-mira tan-nofs tal-magnetron sputtering tuża miri iżolanti taċ-ċeramika, filwaqt li s-sorsi tal-ark columnar tal-bieb jużaw diversi miri. Iż-żewġ sorsi differenti tal-kisi tal-kolonni jgħaqqdu flimkien biex jipproduċu kisjiet iebsin komposti. Is-sorsi tal-ark kolonni tal-bibien jistgħu jitnaddfu tubi u biċċiet tax-xogħol fil-mira u jservu bħala sorsi ta 'kisi, u jipprovdu l-effetti li ġejjin waqt kisi simultanju mal-mira tal-kolonna tan-nofs:
L-emissjoni ta' fluss ta' elettroni ta'-densità għolja żżid id-densità tal-jone tal-argon, u żżid ir-rati ta' depożizzjoni.
Il-fluss ta 'elettroni ta' -densità għolja jżid ir-rata ta 'jonizzazzjoni ta' partiċelli ta 'kisi sputtered, jgħolli r-rati ta' depożizzjoni u jikseb 2μm/h għal kisi iebes kompost.
Rata ogħla ta 'jonizzazzjoni ttejjeb l-attività ta' diversi partiċelli tal-kisi, li tiffaċilita d-depożizzjoni reattiva ta 'kisjiet iebsa komposti. Dan huwa eżempju eċċellenti ta 'użu ta' sors ta 'ark katodiku-fluss ta' elettroni bl-ark emess biex itejjeb il-kisi ta 'sputtering ta' magnetron.
a) Deposizzjoni Assistita bir-Raġġ tal-Ion ta' Evaporazzjoni tar-Raġġ ta' Elettroni
b) Magnetron Sputtering Ion Beam Assisted Deposition
Dawn jużaw raġġi joniċi awżiljarji. L-atomi tal-film sputtered mill-mira permezz ta 'raġġi tal-joni jiddepożitaw fuq is-sottostrat, filwaqt li s-sors tal-joni fuq ix-xellug irradja l-biċċa tax-xogħol, u jikseb kisi simultanju ta' sputtering u bumbardament tar-raġġ tal-joni. Vantaġġi jinkludu: partiċelli sputtered għandhom enerġija għolja minn sputtering b'raġġ ta 'jone ta' enerġija għolja -, li jipprovdu adeżjoni tajba mas-sottostrat; kombinazzjonijiet arbitrarji ta' elementi tal-metall u mhux tal--metall jippermettu tipi differenti ta' film; vakwu għoli waqt il-kisi jiffavorixxi films irqaq ta 'prestazzjoni eċċellenti.
(3) Metodu ta 'kisi ta' Magnetron Sputtering Konvenzjonali
Magnetron sputtering konvenzjonali għandu rata baxxa ta 'jonizzazzjoni tal-metall, li tagħmel id-depożizzjoni reattiva ta' films komposti diffiċli. Issa, il-kisi tal-mira ta 'sputtering ta' magnetron huwa kkombinat ma 'bumbardament assistit bir-raġġ tal-joni biex ittejjeb il-kwalità tal-kisi, l-adeżjoni tas-sottostrat tal-film-, u r-rata ta' jonizzazzjoni tal-partiċelli tal-kisi, iżidu r-rati ta 'depożizzjoni u jiffaċilitaw films irqaq komposti. Din it-teknoloġija hija applikata b'mod wiesa 'fl-oqsma tal-makkinarju, aerospazjali, informazzjoni, arkitettura u dekorazzjoni. Is-sorsi tal-jone tas-saff ta ' l-anodu ta ' l-istrixxa twila huma aktar adattati għal kisi ta ' prodott planari ta ' żona kbira -. F'ċerti applikazzjonijiet ottiċi, din it-teknoloġija assistita tista 'tgħaqqad172nm UV LEDjewbogħod UVC 222sorsi tad-dawl nm għall-attivazzjoni tal-wiċċ, li jtejbu aktar il-prestazzjoni tal-film.
(4) Applikazzjonijiet tat-Teknoloġija ta' Deposizzjoni Assistita bir-Raġġ tal-Ion
Id-depożizzjoni assistita bir-raġġ tal-joni (IBAD) sintetizza b'suċċess materjali ġodda u ħejja films irqaq ta'-prestazzjoni għolja, u sabet applikazzjonijiet f'films ta' insulazzjoni, films protettivi, films ottiċi, kisjiet tal-mera tal-lejżer għal apparati elettroniċi, u films reżistenti għall-ilbies-reżistenti għall-korrużjoni- għal għodod, forom u forom.
1) Titjib tad-Densità tal-Film
L-aktar applikazzjoni bikrija tad-depożizzjoni assistita bir-raġġ tal-joni kienet f'films irqaq funzjonali għal proprjetajiet elettriċi, manjetiċi u ottiċi. Sorsi ta' joni ta'-enerġija baxxa jipprovdu bumbardament assistit, li jikkontrollaw b'mod preċiż l-istruttura u d-densità tal-film b'raġġi joniċi. Figura 9-8 turi li d-depożizzjoni megħjuna mill-joni żżid id-densità tal-istrutturi tal-kisi tal-evaporazzjoni tar-raġġ tal-elettroni. Densità ogħla tal-film tnaqqas il-porożità, ittejjeb l-adeżjoni, u tipprovdi reżistenza għolja għall-ħsara tal-lejżer b'tifrix ottiku baxx. F'sistemi ottiċi ultravjola fil-fond, li jgħaqqdubogħod UVC 222Sorsi tad-dawl nm jistgħu jottimizzaw aktar l-istabbiltà tal-film f'wavelengths qosra.
2) Ksib ta 'Films Irqaq Funzjonali b'Kompożizzjoni Stojkjometrika
Films ottiċi komuni huma films tal-ossidu bħal [diversi ossidi]. L-evaporazzjoni diretta ta 'dawn l-ossidi waqt il-kisi tikkawża defiċjenza ta' ossiġnu, li taffettwa l-prestazzjoni tal-film ottiku. Id-depożizzjoni msaħħa tar-raġġ tal-jone tal-ossiġnu tikkumpensa għat-telf tal-ossiġnu waqt id-depożizzjoni, u tipproduċi films ottiċi ta'-kwalità għolja. Għal ċerti kisjiet ottiċi li jeħtieġu purità estrema u proprjetajiet antibatteriċi, awżiljarju172nm UV LEDjistgħu jiġu introdotti għad-diżinfezzjoni tal-wiċċ u l-attivazzjoni, li jiżguraw kontaminazzjoni-films ħielsa.
3) Il-ksib tal-metall-Djamant drogat-Bħal Films tal-Karbonju (M-DLC)
Il-films tal-karbonju-bħal djamanti (DLC) jintużaw ħafna għal ebusija għolja, reżistenza għall-ilbies, u reżistenza għall-korrużjoni. Id-depożizzjoni assistita b'raġġ ta' jone ta'-enerġija baxxa tipproduċi films DLC b'ebusija sa 5100HV. L-esperimenti juru li l-films DLC drogati tal-metall-ppreparati b'depożizzjoni assistita bir-raġġ tal-jone għandhom adeżjoni eċċellenti tal-film-substrat, ħruxija tal-wiċċ estremament baxxa, u reżistenza superjuri għall-ilbies.
L-irradjazzjoni tar-raġġ tal-joni tissinkronizza mad-depożizzjoni tal-film, billi tapplika effetti ta 'titjib u modifika tal-impjantazzjoni tal-joni matul il-proċess, ittejjeb l-adeżjoni tas-sottostrat tal-film-, morfoloġija tal-istruttura, stress tal-film, densità, u kompożizzjoni u proprjetajiet ta' saff ta 'tranżizzjoni, li jipproduċu films irqaq superjuri. Fl-oqsma tal-kisi tal-apparat mediku, din it-teknoloġija flimkien ma 'bogħod UVC 222Proprjetajiet ġermiċidali nm jistgħu jiżviluppaw uċuħ b'funzjonijiet kemm ta' reżistenza għall-ilbies kif ukoll ta' awto{0}}diżinfezzjoni.
