2 лабораториялық ЖҰмыс иондық тозаңданыру әдісі арқылы қабықша (пленка) алу иондық тозаңдандыру

жүктеу 72,71 Kb.

бет	2/5
Дата	15.11.2022
өлшемі	72,71 Kb.
	#40173

1 2 3 4 5

2 лаб

Қыздырылған катодпен разрядтау
Камерада түзілетін иондар саны катодтағы электрондардың ағымына, камерадағы газ қысымына және анодтағы кернеуге байланысты. Диаграммасы сур.1 көрсетілген шашыратқыш қондырғыда , электродтардың көзі - қыздырылған катод К. Камерадағы газ қысымы Па -дан жоғары болғанда, электронның орташа еркін жүру жолы 1 см -ден аз, демек, егер анодқа дейінгі қашықтық бұдан әлдеқайда үлкен болса, ұзындықта содан кейін анодқа барар жолда электрон атомдар газымен көп мөлшерде соқтығысады. Бұл соқтығысулар ионизацияға әкелуі үшін электрон электр өрісінде жеткілікті үлкен энергияға ие болуы керек.

Аргон атомының иондалу энергиясы, мысалы, 157 эВ құрайды. Электрондық энергияның осы мәннен жоғарылауымен, алдымен электронмен соқтығысқанда атомның ионизациялану ықтималдығы төмендей бастайды. Өндірілген ионизациялардың орташа саны артады, және электрон траекториясының бірлік ұзындығына p=133 Па (1 мм.сын.бағ) кезінде ионданушы электрондардың энергиясының шамамен 100 эВ тең. Сондықтан +50 -ден +100 В -қа дейінгі кернеу әдетте қондырғының А анодына қолданылады (1 -сурет). Катод П –подложкаға электрлік қосылады.

Содан кейін алынған оң иондар М нысанына бағытталады, жоғары теріс потенциалда (жүздеген, тіпті мыңдаған вольтты) орналасқан. Жоғарыда айтылғандай, газ атомдарымен соқтығысқанда иондар кинетикалық энергиясын оңай жоғалтады, өйткені соқтығысатын бөлшектердің массалары іс жүзінде тең. Демек, олар нысанаға жетеді, олар электр өрісінде соңғы 2 -ші бос жолда алған энергиямен, яғни λЕ энергиясымен, мұнда Е - өрістің күші. Бұл энергия qV -дан айтарлықтай төмен болуы мүмкін, мұнда V - мақсаттағы кернеу.
Нысанды бомбалау арқылы иондар оның атомдарын ығыстырады, олардың кейбіреулері П подложкаға түседі де, конденсацияланып қабықша түзеді. Осылайша, камерадағы газдың қысымы нысананың шашырауына кешенді түрде әсер етеді. Қысымның жоғарылауымен катодтан анодқа дейінгі жолда газ атомдарымен электрондардың соқтығысу саны артады. Сондықтан түзілген оң иондардың саны да сол катодты токта артуы керек. Дегенмен, электронның атоммен әрбір соқтығысуы, тіпті электрон энергиясы жеткілікті үлкен болса да, иондалуға әкелмейді. Егер электрон атомның иондану немесе қозу энергиясынан жоғары энергияға әлі қол жеткізе алмаған болса, онда соқтығысу кезінде электрондар мен соқтығысатын бөлшектер арасында тек кинетикалық энергия алмасу болады, бұл жағдайда олар бір-бірінен өте ерекшеленеді және энергия шығыны әр соқтығысуда электрон үлкен емес, дегенмен камерадағы газ қысымының жоғарылауымен сол электр өрісіндегі электрондардың орташа энергиясы төмендейді. Бұл атомдардың иондалуына әкелетін электрондардың салыстырмалы саны да азаяды дегенді білдіреді. Есеп газ атомдарының газда иондардың орташа мөлшерін құрайтынын көрсетеді. Менде әр электронның массасы катодтан кетсе де, қысымның жоғарылауымен ол алдымен көтеріледі, содан кейін төмендейді. Бұл әсерді 19 ғасырдың аяғында А.Г.Столетов ашты, ол фотоэлектронды катодты қондырғыдағы газдың токқа әсерін зерттеді және оны газ күшейту әсері деп атады. Ең үлкен газ күшейткіші әр газға тән электр өрісінің кернеулігінің қысымға қатынасының белгілі бір мәнінде болады. Мысалы, аргон үшін бұл 175 В/м-Па. Бұл 500-1000 В/м өріс кернеулігінде оңтайлы Ар қысымы 3-6 Па (0,02-0,04 мм с.б.) құрайды дегенді білдіреді. Бұл қысым кезінде газ атомдарымен соқтығысу кезінде мақсатқа жететін иондардың энергия шығыны айтарлықтай әсер ете бастайды, себебі ионсыз жол сәйкесінше 0,5-0,2 см. Қысымның одан әрі жоғарылауымен газдың күшеюі ғана емес, сонымен қатар нысанды бомбалаудағы иондардың орташа энергиясы да төмендейді. Тұндыру камерасындағы газ қысымының жоғарылауымен, шашыраған атомдардың орташа еркін жүру жолы да төмендейді, бұл олардың нысанаға және бүйірлерге қайта шашырауына әкеледі. Сондықтан, подложка нысанаға жақын орналасқанына қарамастан, оған атомдардың саны азаяды.

жүктеу 72,71 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5