چکیده
بررسی مقایسه ای خواص انتشار یون مانند شار و انرژی، و تنوع آنها در موقعیت های زاویه ای و فشارهای گاز عملیاتی در یک دستگاه فوکوس پلاسمای حاوی نیتروژن انجام شده است. سه طرح مختلف آند استوانه ای (الکترود مرکزی) دارای نوک توخالی، صلب و نیمکره ای برای این مطالعه آزمایش شده است. خواص انتشار یون با استفاده از سه فنجان فارادی در موقعیت های مختلف زاویه ای بررسی شده اند. صرف نظر از طرح های آند، شار یون بستگی به فشار گاز عملیاتی دارد و برای تمام طرح های آند شار یون حداکثر در محدودهی فشار 0.3 تا 0.5 تور بدست آمد. آند نیم کره ای بالاترین شار یون را نتیجه می دهد در حالی که آند توخالی کمترین شار یون را منتشر می کند. طبق نتایج بدست آمده تغییر زاویه ای شار یون ناهمسانگرد است بدون در نظر گرفتن طرح آند با یک شیب یونی در صفر درجه (محور دستگاه) و حداکثر در موقعیت زاویه ای 5 درجه. خاصیت ناهمسانگرد انتشار یون در مورد آند نیم کره ای نسبت به آند توخالی کمتر است. انرژی یونی، که توسط روش زمان پرواز اندازه گیری شده است، وابستگی آن به طرح آند را نشان می دهد. در مورد طراحی آند نیم کره ای، انرژی یون حداکثر حدود 830 کیلو الکترون ولت و در موقعیت زاویه ای 5 درجه به دست آمد. صرف نظر از طرح آند و موقعیت زاویه ای، محتمل ترین یون ها انرژی کمتر از 100 کیلو الکترون ولت داشتند. این مطالعه نشان می دهد که دستگاه کانونی پلاسمایی را می توان تا حد زیادی برای یون های بهینه حاصل از استفاده از یک طراحی مناسب آند بهینهسازی نمود.
1-مقدمه
منابع یونی تقاضای زیادی برای کاربردهای فناوری در زمینه های مختلف مانند رسوب فیلم نازک، ذرات در ابعاد نانو و ساخت فیلم، اصلاح سطح مواد، پوشش دهی به کمک یون، دوپینگ نیمه هادی و غیره دارند. بر حسب نیاز، منابع یونی متعددی تاکنون توسعه یافته است. برخی از نمونه های معمول از منابع یون رایج عبارتند از منبع یونی حرارت-یونی، منبع یون پرتو الکترونی، منبع یون فرکانس رادیویی، منبع یون رزونانس سیکلوترون الکترون ، منبع یون لیزری، و غیره. این منابع یونی در زمینه های کاربردی خود دارای محاسن و معایبی هستند...