БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

кафедра ЭТТ

РЕФЕРАТ

на тему:

"Виды испарений и распылений в технологии ЭОТ"

МИНСК, 2008

Лазерное, электронно-лучевое, "взрывное" испарение

Принцип электронно-лучевого нагрева состоит в том, что кинетическая энергия потока ускоренных электронов при бомбардировке ими поверхности вещества превращается в тепловую энергию, в результате чего оно нагревается до температуры испарения.

Для образования электронного луча необходим источник свободных, т.е. не связанных с другими частицами, электронов. Для того чтобы электрон вылетел из металла наружу, его скорость должна быть направлена в сторону поверхности металла и он должен преодолеть действие сил, стремящихся возвратить его обратно в металл.

Работу по преодолению электроном поверхностных сил, стремящихся удержать его в металле, называют работой выхода. При комнатной температуре количество электронов в металле, энергия которых превышает работу выхода, ничтожно мало. Однако их количество резко возрастает при росте температуры за счет увеличения интенсивности теплового хаотического движения.

Испускание электронов металлами, нагретыми до высокой температуры, называют термоэлектронной эмиссией (Рисунок 1, а), а выполненные из металла элементы, используемые для получения свободных электронов, - термоэлектронными катодами, или просто катодами. Материалом катодов обычно служит вольфрамовая проволока. Для накала катода, помещенного в вакуумную камеру, через него пропускают электрический ток.

Рисунок 1. Эффект термоэмиссии (а), ускорение электронов (б) и формирование электронного луча (в):

1 - эмиттированные электроны, 2 - термокатод, 3 - стенка вакуумной камеры, 4 - изоляторы, 5 - источник питания термокатода, 7 - ускоренный электрон, 6,8 - аноды, Р - электронный луч

Спиральный термокатод 2 закрепляют на стенках 3 вакуумной камеры через изоляторы 4. При подаче тока накала от источника 5 происходит нагрев термокатода с испусканием электронов 1. Эти электроны обладают разной энергией и направление их движения от катода хаотично. Дня ускорения (повышения энергии) и направленного движения электронов необходимо создать ускоряющее электрическое поле.

Рассматривая движение электронов в электрическом поле, предполагают, что они находятся в достаточно разреженном пространстве. При этом взаимодействием между молекулами оставшегося в объеме газа и движущимися электронами можно пренебречь.

Как известно из электротехники, на заряженную частицу - электрон, находящуюся в электрическом поле, действует сила, пропорциональная напряженности этого поля, в результате чего частица ускоряется. Скорость (км/с), которую приобретет электрон под действием разности потенциалов И между двумя точками поля, равна

При этом кинетическая энергия (эВ) электрона

где те - масса электрона.

В устройстве для ускорения электронов (Рисунок 1, б) в нескольких сантиметрах от катода размещают анод 6, создающий электрическое поле Е, направление которого показано стрелкой. Между анодом 6 и катодом 2 образуется разность потенциалов от 5 до 10 кВ. Электроны, эмиттируемые катодом 2, притягиваются анодом 6 и образуют направленный поток ускоренных электронов 7.

Для формирования электронного луча 9 (Рисунок 1, в) используют анод 8 с отверстием, через которое проходит значительная часть электронного потока. ............