№2 ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ ЖҰМЫС
ИОНДЫҚ ТОЗАҢДАНЫРУ ӘДІСІ АРҚЫЛЫ ҚАБЫҚША (ПЛЕНКА) АЛУ
Иондық тозаңдандыру
Қатты дененің бетін үлкен байланыс энергиясы бар жеке атомдармен, иондармен немесе молекулалармен соққылағанада нысана материалы тозаңданады. Егер оған жақын жерде белгілі бір жүйе орналастырса, тозаңданған атомдардың бір бөлігі сол жүйеге түсіп, қабықша (пленка) түзу арқылы конденсацияланады.
Нысананы бомбардировкалау үшін зарядталған ион бөлшектерін пайдалану ыңғайлы, өйткені оларды электр өрісінде қажетті энергияға оңай таратуға болады. Кейде бүрку үшін иондық сәулелердің арнайы көзі қолданылады, олар бірдей масса бойынша түзіліп алынған және де бірдей энергияға ие. Бірақ көбінесе иондардың көзі ретінде газ разрядты плазма қолданылады, олардан оң зарядталған иондар теріс зарядталған нысанамен шығарылады. Бұл бүрку әдісі иондық плазмалы әдіс деп аталады.
Иондық-плазмалы тозаңдану
Нысанаға түсетін иондардың энергиясы негізінен ионның нысана алдындағы соңғы бос жолда өткен потенциалдар айырмашылығымен анықталады, өйткені ол газ атомдарымен соқтығысу кезінде бұрын сатып алынған энергияны толық жоғалтады. Бөлшектердің соқтығысу процестерінің статикалық сипатына байланысты әрқашан орташа бос жолдың үлкен шашырауы болады, осылайша нысанаға түсетін иондардың энергиясы айтарлықтай шашырауға ие болады және айтарлықтай таралуы бар және иондар нысанаға әртүрлі бұрыштардан түседі. Сондықтан да ион-плазмалық әсері бүрку әсерлер дұрыс иондық бүрку және газ разрядындағы құбылыстар бір-бірімен тығыз байланысқан процесінде, иондық сәулелермен бүрку процесіне қарағанда есептеу қиын.
Бүрку процесін сипаттайтын негізгі параметр бір ионға келетін, соғылған атомдардың санына тең тозаңдану коэффициенті, нысанаға құлады. Сур.1 мысал ретінде -нің энергияға тәуелділігі иондарын бомбалау энергиясына мыс үшін тәуелдігі көрсетілген. Айтарлықтай бүрку тек кейбір мәнінен басталады да шекті мәндеріне жеткенінде одан әрі ұлғайған кезде күрт өседі де, максимум кезінде тоқтайды. -нің одан әрі ұлғаюы -нің құлауына әкеледі. Қабықша бүркуі әдетте 1-суретте көрсетілген аймақта сызықтау белгісімен көрсетілген.
Мұндай тәуелділікті ( ) былайша түсіндіруге болады. Атомды бөліп алу үшін нысананың бетінен белгілі бір энергия қажет, иондар оған дейін ие болғанша, олар бүрку тудыра алмайды. Жоғары иондар энергия нысанаға неғұрлым терең енсе, олардың энергиясы соғұрлым жоғары болады. Олар өз мақсатындағы атомдарды ығыстырып, оларға жақындау жер бетіне жетіп одан бөлініп жету үшін жеткілікті энергия береді. Иондар энергиясының өсуімен атомдар саны артады нысанадан шығыңыз. Сондықтан, бастапқыда Кр өсуімен бірге өседі. Сонымен қатар, иондардың нысанаға ену тереңдігі де артады, нәтижесінде ионнан жоғары энергия алған барлық атомдар нысанадан шықпайды. Бір бөлігі бетіне қарай қозғалып басқа атомдармен соқтығысқанда өз энергиясын жұмсайды, салыстырмалы бөлігі мұндай атомдар иондардың ену тереңдігі өскен сайын артады, яғни олардың энергиясы артады. Сондықтан да кейбір энергиясынан бастап, одан әрі ұлғаю Кр энергиясына құлауына әкеледі.
Атомдардың иондалуы нәтижесінде газда оң иондар электрондық соққылар арқылы түзіледі. Ионизация процесі-бұл электронды соқтығысу, атом одан электрон үзеді. Бұл процесс үшін электронның атомның иондану энергиясынан жоғары энергиясы болуы қажет. Тұрақты токтағы разрядта электрондар катодтан газ разрядына үздіксіз түседі. Анодқа барар жолда олар электр өрісі арқылы жылдамдайды, камерадағы газ атомдарын иондайды және қайтадан бірге пайда болған электрондармен иондалып анодқа түседі. Электрондар сонымен қатар газ атомдарына шашырап, камераның қабырғаларына түсіп, оларға орналасуы мүмкін қабырғалар әдетте өткізбейтін. Сыртқы тізбекпен қуат көзіне қосылмаған кез-келген металл электроды («өзгермелі» электрод) теріс потенциалда болады. Массасы электроннан мың есе үлкен оң зарядталған иондар - белсенді емес бөлшектер. Олар электр өрісінде баяу жылжиды және теріс зарядталған электродтармен жиналады немесе камераның қабырғасына соғылады, онда олар электрондармен рекомбинацияланады. Кейде тұндыру камерасында катод пен анод арасындағы электр өрісіне параллель бойлық магнит өрісі құрылады. Бұл өріс қабырғаға қарай ұшатын электрондардың траекториясын бұрады, осылайша оларда теріс зарядтың жиналуына және қабырғаларға оң иондардың кетуіне жол бермейді.
Достарыңызбен бөлісу: |
