Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»
Специальность ПиППУЭС
Контрольная работа
По дисциплине : Программно-управляемое технологическое оборудование
Выполнил:
Студент-заочник 5 курса
Группы № 990241
Цалков Никита Русланович
Минск, 2024
Оглавление
Система ионно-пучкового транспорта. Ускорители ионов. Фокусирующие системы 2
Источники ИК-излучения 4
Испарительные насосы 6
Список использованных источников 8
Система ионно-пучкового транспорта. Ускорители ионов. Фокусирующие системы
Система ионно-пучкового транспорта
Должна обеспечивать:
- заданную энергию ионов;
- заданную интенсивность пучка (плотность ионного тока);
- стабильность ионного тока во времени и по площади подложки;
- высокую изотропную чистоту пучка.
Включает в себя:
- ускоритель ионов;
- устройства фокусировки;
- масс-сепаратор;
- системы сканирования ионного пучка.
Требования к ускорителю ионов:
- минимальная потребляемая мощность;
- компактность;
- возможность дополнительной фокусировки пучка;
- минимальное рассеяние и заагрязнение пучка;
- исключение пробоев между элементами ускорителя;
- эффективная защита от рентгеновского излучения и высокого напряжения.
Существуют две базовые конструкции ускорителей – одно- или двухпролетные ускорители и ускорительные колонны с постоянным градиентом потенциала. Ускоритель первого типа имеет простую конструкцию, небольшие размееры, но работает только с низкими до 100кЭВ ионами. Электроды изготавливаются из нержавеющей стали или титана. В качестве изолятора применяют тугоплавкое стекло “пирекс” и свинцовую резину для защиты от рентгеновского излучения. [5]
Фокусирующие системы
При малых энергиях ионов или больших токах ионного пучка из-за эффекта обьемного заряда происходил расплывание ионного пучка. В свободном от поля пространстве ионный пучок может захватывать возникающие на его пути медленные электроны или отрицательные ионы, которые могут нейтрализовать обьемный заряд. 86 Фокусировку ионного пучка производят электродами, расположенными в различных местах ионного тракта. В низкоэнергетических установках ускорение и фокусировку часто совмещают. Для фокусировки используют трехэлектродные или кввдрупольные линзы.
Рис. 1. Микрошестерёнка из SiC диаметром 20 мк
Рис. 2. Схема метода ионной имплантации: 1- источники ионов, 2- поток ионов, 3- систему анализа и сепарации ионов, 4- система фокусировки, 5- ускоритель ионов, 6- система стабилизации и сканирования ионного луча, 7- ионный луч, 8- вакуумная камера, 9- модифицируемый материал, 10- держатель модифицируемого материала (образцов).
Источники ик-излучения
ИК - излучение является частью оптического (э/магнитного) излучения и занимает диапазон от 0,76 до 1000 мкм.
Источники ИК – излучения делятся на светлые и тёмные, либо на резистивные и газоразрядные. Для резистивных источников используются:
сплав ОХ27Ю5А, температура нагрева 1300°С, λмах = 1,83 мкм, наработка на отказ 2000-7000 ч;
силитовые стержни, температура нагрева 1400°С, λмах = 1,72 мкм, наработка на отказ 1500-2000 ч;
стержни из МоSi2 , температура нагрева 1650°С, λмах = 1,54 мкм, наработка на отказ 1500-2000 ч;
кварцевые галогенные лампы, температура нагрева 3000°С, λмах = 1,1 мкм, наработка на отказ 1500-2000 ч, мощность 0,05-20 кВт.
В качестве газоразрядных источников используются дуговые лампы
( температура нагрева 6000°С, λмах = 0,6 мкм, время наработки на отказ 10мин – десятки часов, мощность 15-20 кВт) и ксеноновые лампы ( температура нагрева 6000°С, λмах = 0,6 мкм, наработка на отказ 300-2000 ч, мощность 0,820 кВт).
Кварцевые галогенные лампы накаливания (ГЛН) являются наиболее перспективными ИК – излучателями, т.к. конструктивные и эксплуатационные качества этих ламп в десятки раз лучше, чем у излучателей других типов.
Впервые предложены в 1959 г. в ЮАР. В основу работы кварцевой галогенной лампы положен т.н. регенеративный галогенный цикл (рис.3.1):
W+nX → WXn, (3.2)
где X – атом галогена (J, Br,Cl).
Термодинамическое равновесие реакции может сдвигаться или вправо или влево. При Т>300°С и Т<1200°С йод соединяется с W, осевшим на стенке. Это соединение при Т>250-300°С переходит в газообразное состояние. Диффундируя и попадая в зону накала молекулы диссоциируют на W I2. Частицы W осаждаются на нити накала, а высвободившиеся атомы I2 диффундируют в зону с более низкой температурой и на стенках колбы соединяются с W и т.д.
Рисунок 3.1 – Сечение ГЛН
Температура нити составляет 2800°С, длина волны излучения λмах = 1мкм, время наработки на отказ до 5000 ч.
Для эффективной работы ламп применяются цилиндрические, параболические, эллиптические и горизонтальные рефлекторы. Поверхность рефлекторов покрывается слоем меди, серебра ,алюминия или золота.
Охлаждение колб ламп осуществляется водой или струей воздуха.