بررسی و بهینه سازی پرتو تفنگ الکترونی، بر پایه نتایج تجربی و شبیه سازی

امروزه با گسترش کاربرد لایه های نازک در صنعت و علوم پزشکی، روش های تولید آنها نیز مورد توجه قرار گرفته است. یکی از آن روش ها، روش تبخیر مواد به کمک تفنگ الکترونی است. مهم ترین بخش در تفنگ الکترونی، اپتیک الکترون است که وظیفه تولید و شتابدهی به الکترون را به عهده دارد؛ به طوری که با اصلاح و کنترل هر چه بهتر ویژگی های پرتو الکترونی (شکل و قطر پرتو) در محل هدف، امکان تبخیر مواد دیرگداز در مدت زمان کوتاه تر ممکن می شود. کاهش و کنترل قطر پرتو در این منبع تبخیر به پارامترهای مختلفی از جمله هندسه دستگاه، شدت میدان مغناطیسی، توان الکتریکی و... وابسته است. از این‎رو در این کار پژوهشی با انجام آزمایش های تجربی و استفاده از نرم افزارهای المان محدود و مدل سازی به بررسی اثر آن پارامترها پرداخته شد. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که اثر پارامترهای موثر بر قطر پرتو تا حد خوبی قابل پیش بینی است و می توان با تغییر در شکل هندسی، ابعاد و موقعیت اجزای تفنگ الکترونی ، قطر پرتو الکترونی را کاهش داد. در ادامه با اعمال این تغییرات در ساخت دستگاه و انجام آزمایش های تجربی، تفنگ الکترونی جدید در مقایسه با نمونه اولیه موجود، بهینه و قطر پرتو آن با %40 کاهش، متمرکزتر شد‏.