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菁優(yōu)網(wǎng)在芯片制造過程中,離子注入是其中一道重要的工序。如圖,是離子注入工作原理示意圖,正離子質(zhì)量為m,電荷量為q,經(jīng)電場(chǎng)加速后沿水平方向進(jìn)入速度選擇器,然后通過磁分析器,選擇出特定比荷的正離子,經(jīng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)后注入處在水平面上的晶圓硅片。速度選擇器、磁分析器和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向均垂直紙面向外;速度選擇器和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為E,方向分別為豎直向上和垂直紙面向外。磁分析器截面是內(nèi)外半徑分別為R1和R2的四分之一圓弧,其兩端中心位置M和N處各有一小孔;偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的分布區(qū)域是一棱長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方體,晶圓放置在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)底面處。當(dāng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí),正離子恰好豎直注入到晶圓上的O點(diǎn),O點(diǎn)也是偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)底面的中心。以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)建立xOy坐標(biāo)系,x軸垂紙面向外。整個(gè)系統(tǒng)處于真空中,不計(jì)正離子重力,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)直接打在晶圓上的正離子偏轉(zhuǎn)的角度都很小,已知當(dāng)α很小時(shí),滿足:sinα=α,cosα=1-
1
2
α
2

(1)求正離子通過速度選擇器后的速度大小v及磁分析器選擇出的正離子的比荷;
(2)當(dāng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)僅加磁場(chǎng)時(shí),設(shè)正離子注入到顯上的位置坐標(biāo)為(x,y),請(qǐng)利用題設(shè)條件,求坐標(biāo)(x,y)的值。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:115引用:3難度:0.5
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  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.如圖所示是某種質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖。質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子束恰能沿直線通過速度選擇器,并從環(huán)狀D形盒的中縫(寬度略大于粒子直徑)射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0、方向垂直紙面指向里的環(huán)形磁場(chǎng)區(qū)域。環(huán)狀D形盒的外半徑為2R,內(nèi)半徑為R,外殼的厚度不計(jì),出口M、N之間放置照相底片,底片能記錄粒子經(jīng)過出口時(shí)的位置。已知速度選擇器中電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,方向水平向左,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B(磁場(chǎng)方向未畫出)。不計(jì)粒子重力,若帶電粒子能夠打到照相底片,求:?
    (1)B的方向以及粒子進(jìn)入環(huán)形D形盒時(shí)的速度大小;
    (2)環(huán)狀D形盒中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小范圍。

    發(fā)布:2024/8/14 5:0:1組卷:24引用:1難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.如圖為質(zhì)譜儀的原理示意圖,電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)后進(jìn)入粒子速度選擇器,選擇器中存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E、方向水平向右.已知帶電粒子能夠沿直線穿過速度選擇器,從G點(diǎn)垂直MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng),該偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是一個(gè)以直線MN為邊界、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后,最終到達(dá)照相底片的H點(diǎn).可測(cè)量出G、H間的距離為l.帶電粒子的重力可忽略不計(jì).求
    (1)粒子從加速電場(chǎng)射出時(shí)速度ν的大?。?br />(2)粒子速度選擇器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小和方向.
    (3)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大?。?/h2>

    發(fā)布:2024/9/14 5:0:10組卷:359引用:19難度:0.5
  • 3.甲、乙、丙、丁四幅圖分別是回旋加速器、磁流體發(fā)電機(jī)、速度選擇器、霍爾元件的結(jié)構(gòu)示意圖,圖丁中元件的導(dǎo)電粒子是自由電子。下列說法中正確的是( ?。?br />菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2024/9/29 0:0:1組卷:159引用:2難度:0.5
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