EA015719B1 - Method and device for guiding of the ion flow - Google Patents
Method and device for guiding of the ion flow Download PDFInfo
- Publication number
- EA015719B1 EA015719B1 EA200900191A EA200900191A EA015719B1 EA 015719 B1 EA015719 B1 EA 015719B1 EA 200900191 A EA200900191 A EA 200900191A EA 200900191 A EA200900191 A EA 200900191A EA 015719 B1 EA015719 B1 EA 015719B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- nanotube
- free end
- ions
- outlet
- ion
- Prior art date
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Метод и устройство управления потоком ионов принадлежат к области наномеханики, промышленного нанотехнологического производства, в частности, наноэлектроники.The method and device for controlling the flow of ions belong to the field of nanomechanics, industrial nanotechnological production, in particular, nanoelectronics.
Технический уровеньTechnical level
Известны метод и устройства, несущие поток ионов и при помощи которых направление потока в нужную точку производят вручную или механически. Неподвижно зафиксированным транспортным крючком для переноса ионов микроиглы цепляют одиночный ион, частицу и перемещают вместе с жестко установленным концом устройства в соответствующую точку в границах области возможного движения. Известны, например, в частности наноиглы.A known method and device carrying an ion flux and with the help of which the flow is directed to the desired point manually or mechanically. With a motionlessly fixed transport hook for ion transfer, microneedles cling to a single ion, particle and move together with the rigidly installed end of the device to the corresponding point within the boundaries of the region of possible motion. Known, for example, in particular nano-needles.
Известные решения управления потоком ионов, устройства которых в эксплуатации малоэффективны, обладают примитивной и громоздкой конструкцией, трудоемкие в использовании, дороги в себестоимости, малонадежны, обладают ограниченным возможностями, в том числе медленны и неточны.Known ion flow control solutions, the devices of which are inefficient in operation, have a primitive and cumbersome design, are laborious to use, costly, unreliable, have limited capabilities, including slow and inaccurate ones.
Цель изобретенияThe purpose of the invention
Целью настоящего изобретения является расширение возможностей известных методов управления ионным потоком и устройств их осуществления, создание новых возможностей моделирования материалов с новыми свойствами, повышение эффективности скорости, качества, надежности наноразмерного моделирования, уменьшение себестоимости и повышение эффективности в принципе.The aim of the present invention is to expand the capabilities of known methods for controlling ion flow and devices for their implementation, creating new possibilities for modeling materials with new properties, increasing the efficiency of speed, quality, reliability of nanoscale modeling, reducing costs and increasing efficiency in principle.
Для достижения указанной цели при перемещении и моделировании ионов отказались от использования наноигл и от управляемой передвижной рабочей поверхности.To achieve this goal, when moving and modeling ions, they refused to use nano-needles and from a controlled mobile working surface.
Вместо этого, авторы предположили направить поток ионов в нужную точку моделирования вместе с выходным отверстием иононесущего канала свободного конца полой нанотрубки.Instead, the authors suggested directing the ion flow to the desired modeling point along with the outlet of the ion-carrying channel of the free end of the hollow nanotube.
Эта техническая задача решается настоящим изобретением, сущность которого принципиально представляет собой управление потоком ионов следующим образом - ионы вводят во входное отверстие, внутрь гибкой нанотрубки, при этом выходное отверстие свободного конца гибкой нанотрубки физически перемещают действующими исполнительными элементами в границах области движения свободного конца и изнутри нанотрубки выводят ионы в любую заданную точку.This technical problem is solved by the present invention, the essence of which is to control the ion flow as follows - ions are introduced into the inlet, into the flexible nanotube, while the outlet of the free end of the flexible nanotube is physically moved by the acting actuators within the boundaries of the region of motion of the free end and from the inside of the nanotube ions are removed at any given point.
Для этого в качестве исполнительных элементов используют действующие средства управления и отклонения, при этом отклоняют и перемещают выходное отверстие свободного конца гибкой нанотрубки как минимум в одном направлении или, при необходимости, перемещают в трех измерениях по осям системы координат ΧΥΖ и при этом выходное отверстие свободного конца гибкой нанотрубки отклоняют и перемещают несколькими вариантами системы отклонения, в частности с применением электрических или электромагнитных средств отклонения.To do this, acting controls and deviations are used as actuators, while the outlet of the free end of the flexible nanotube is deflected and moved in at least one direction or, if necessary, moved in three dimensions along the axes of the coordinate system ΧΥΖ and the outlet of the free end a flexible nanotube is deflected and moved with several variants of the deflection system, in particular using electrical or electromagnetic deflection means.
Таким образом, технический результат достигается посредством ввода ионного потока в закрепленный конец нанотрубки и управления при этом свободным концом гибкой нанотрубки, при этом пространственное отклонение ее выходящего отверстия в физическом пространстве, с помощью системы отклоняющих элементов, которые по 1 варианту электрического отклонения, в частности, представляют собой электроды, а по 2 варианту электромагнитного отклонения, в частности, представляют собой электромагниты.Thus, the technical result is achieved by introducing an ion flux into the fixed end of the nanotube and controlling the free end of the flexible nanotube while spatial deflection of its outlet in the physical space using a system of deflecting elements, which according to one embodiment of the electric deflection, in particular represent electrodes, and according to the 2 variant of electromagnetic deflection, in particular, they are electromagnets.
Таким образом, устройство осуществления метода содержит отклоняющую систему, состоящую из одного или нескольких электродов или из одного или нескольких пар электромагнитов.Thus, the method implementation apparatus comprises a deflection system consisting of one or more electrodes or one or more pairs of electromagnets.
Электроды и электромагниты отличаются друг от друга своими физическими свойствами, но каждый из которых успешно примененим в настоящем изобретении для достижения технического результата и эффективно выполняет свои задачи в отдельно для него поставленных целях и условиях и поэтому они представляют собой самостоятельно полноценные различные варианты элементов отклоняющей системы, при помощи которых перемещают свободный конец гибкой нанотрубки и, как результат, управляют ионным потоком, выходящим из нее.Electrodes and electromagnets differ from each other in their physical properties, but each of them is successfully used in the present invention to achieve a technical result and effectively performs its tasks in separate goals and conditions, and therefore they are independently complete various options for elements of a deflecting system, by which they move the free end of the flexible nanotube and, as a result, control the ion flow exiting from it.
Вариант 1.Option 1.
К нанотрубке, при этом по варианту 1 с электрической системой отклонения прикладывают постоянное электрическое напряжение, заряд и внутрь ее входного отверстия, при этом вводят и посылают поток ионов в любую заданую точку, расположенную в области движения свободного конца выходного отверстия нанотрубки.At the same time, according to option 1, with the electric deflection system, a constant electric voltage, charge and inside its inlet are applied, and an ion stream is introduced and sent to any given point located in the region of motion of the free end of the nanotube's outlet.
Электрические поля возникают из элементов отклонения, в частности из электродов при командной подаче на них электрического тока, чем воздействуют на незакрепленный конец нанотрубки, к которой приложено постоянное электрическое напряжение, заряд.Electric fields arise from deflection elements, in particular from electrodes, when an electric current is supplied to them, which affects the unsecured end of the nanotube, to which a constant electric voltage, charge is applied.
При этом электродами воздействуют на свободный конец нанотрубки и целенаправленно отклоняют его в горизонтальной плоскости его свободного движения, в результате чего управляют выходом потока ионов из выходного отверстия свободного конца нанотрубки в определенные точки пространства или входом из этих точек.In this case, the electrodes act on the free end of the nanotube and deliberately deflect it in the horizontal plane of its free movement, as a result of which the flow of ions from the outlet of the free end of the nanotube to certain points in space or the entrance from these points is controlled.
Для достижения указанной цели при управлении потоком ионов, как видно из вышеописанного, отказались от использования наноигл и от управляемой передвижной рабочей поверхности.To achieve this goal when controlling the flow of ions, as can be seen from the above, they refused to use nano-needles and from a controlled mobile work surface.
Вместо этого поток ионов направляется в нужную точку вместе с выходным отверстием иононесущего канала свободного конца нанотрубки, к которой при этом прикладывают постоянное электрическоеInstead, the ion flow is directed to the desired point along with the outlet of the ion-carrying channel of the free end of the nanotube, to which a constant electric
- 1 015719 напряжение.- 1 015719 voltage.
При этом свободный конец нанотрубки без физического контакта окружают системой отклонения, включающей в себя один или несколько, в частности по варианту 1, находящихся в горизонтальной плоскости пару вертикальных и пару горизонтальных электродов.In this case, the free end of the nanotube without physical contact is surrounded by a deflection system, which includes one or more, in option 1, a pair of vertical and a pair of horizontal electrodes located in the horizontal plane.
Электроды должны быть действующими и при этом могут быть любой формы.The electrodes must be valid and can be of any shape.
Электрическое поле, полученное с электродов, управляет движениями гибкого свободного конца нанотрубки, который при этом свободно перемещается в горизонтальной плоскости пространства по области движения ее гибкого конца, позволяя, таким образом, конструировать материалы, новые по своей ионной структуре, также в виде более простого примера позволяет формировать ионым потоком программно заданные наноэлектронные схемы, например, наноразмерные радиолампы.The electric field obtained from the electrodes controls the movements of the flexible free end of the nanotube, which freely moves in the horizontal plane of space along the region of motion of its flexible end, thus allowing the construction of materials new in their ionic structure, also in the form of a simpler example allows the formation of an ion beam programmed nanoelectronic circuits, for example, nanoscale radio tubes.
Метод управления потоком ионов по варианту 1, являющийся объектом данного изобретения, состоит в том, что из любого известного ионного источника ионый поток 1 подают во входящее отверстие 5В закрепленного конца 5А, как минимум одной нанотрубки 2, которая несет электрический заряд, для этого, в частности, к ней подводят электрическое напряжение И2 или создают оболочку с необходимыми электрическими свойствами.The method of controlling the ion flow according to embodiment 1, which is the object of the present invention, is that from any known ion source, the ion stream 1 is fed into the inlet 5B of the fixed end 5A of at least one nanotube 2 that carries an electric charge, for this, in particular, an electric voltage I2 is applied to it or a shell with the necessary electrical properties is created.
Нанотрубку 2 для этого укрепляют крепительным элементом 4, при этом свободный конец 5а гибкой нанотрубки 2, несущую внутри своей полости этот поток ионнов 1, физически перемещают в пространстве по области движения 6.For this, the nanotube 2 is strengthened with a fastening element 4, while the free end 5a of the flexible nanotube 2, carrying this stream of ions 1 inside its cavity, is physically moved in space along the region of motion 6.
При этом направляют и останавливают ее выходное отверстие 5а свободного конца нанотрубки в заранее заданой точке области движения 6, для этого подают командные импульсы-сигналы Ιδ1, Ιδ2 с элементов электронного управления К1, К.2; Т1,Т2 на элементы отклоняющей системы 3А, 3а; 3В, 3Ь, которыми в границах области движения 6 отклоняют свободный конец нанотрубки 5а с выходным, выводным отверстием 5в.At the same time, its outlet 5a of the free end of the nanotube is guided and stopped at a predetermined point of the motion region 6, for this, command pulses-signals Ιδ1, Ιδ2 from electronic control elements K1, K.2 are supplied; T1, T2 on the elements of the deflecting system 3A, 3a; 3B, 3b, by which, within the boundaries of the region of motion 6, the free end of the nanotube 5a is deflected with the outlet, outlet 5b.
В итоге, как результат, управляют ионным потоком 1, при этом целенаправленно посылают введеные ионы в любую заданную точку находящуюся в области движения 6 свободного конца нанотрубки 5а (фиг. 1)As a result, as a result, the ion flux 1 is controlled, while the introduced ions are purposefully sent to any given point located in the region of motion 6 of the free end of the nanotube 5a (Fig. 1)
При этом для осуществления этого метода, устройство управления потоком ионов (фиг. 2) в частности по варианту 1, включает в себя поток ионов 1, нанотрубку 2, крепительный элемент, нанотрубки 4, закрепленный конец нанотрубки 5А, свободный конец нанотрубки 5а, вход, ввод в отверстие закрепленного конца нанотрубки 5В, выход, вывод из отверстия свободного конца нанотрубки 5в, заряд, электрическое напряжение для управления нанотрубкой И2, как минимум один или несколько элементов электронного управления К1, К2; Т1, Т2, сигналы управления Ιδί, 1δ2; элементы отклоняющей системы 3А, 3а; 3В; 3в; подложку для конструирования, формирования, нанесения ионов Р, рабочий стол 8, лазерный излучатель Ь, луч лазера Ь1, картридж К, ионный материал ΙΜ, облако ионного испарения содержащее ионы 1т, поляризуещее электрическое напряжение И1, поверхностный электрод В.Moreover, to implement this method, the ion flow control device (Fig. 2) in particular according to embodiment 1, includes an ion flow 1, a nanotube 2, a fastener, nanotubes 4, a fixed end of the nanotube 5A, the free end of the nanotube 5a, an input, input into the hole of the fixed end of the nanotube 5B, exit, output from the hole of the free end of the nanotube 5v, charge, voltage to control the nanotube I2, at least one or more electronic controls K1, K2; T1, T2, control signals Ιδί, 1δ2; elements of the deflecting system 3A, 3a; 3B; 3c; a substrate for the construction, formation, deposition of ions P, a desktop 8, a laser emitter b, a laser beam b1, a cartridge K, an ion material ΙΜ, an ion evaporation cloud containing 1 m ions, a polarizing electric voltage I1, surface electrode B.
При этом нанотрубка 2, это как минимум одна полая углеродная или белковая трубка наноразмеров, которая имеет один или несклолько слоев оболочек с различными свойствами, в частности, при использовании трубчатых вирусов в качестве ионовода, их корпус покрывают металлом, создавая, в частности, золотую оболочку.In this case, nanotube 2 is at least one hollow carbon or protein nanoscale tube, which has one or several layers of shells with different properties, in particular when using tubular viruses as an ion guide, their body is covered with metal, creating, in particular, a gold shell .
При этом также нанотрубка 2 - это как минимум одна колоссальная углеродная нанотрубка с гигантским диаметром от 40 до 150 мкмIn addition, nanotube 2 is at least one colossal carbon nanotube with a giant diameter of 40 to 150 microns
При этом корпус картриджа К технологически открыт, любым действующим способом, для вхождения внутрь его, лазерного луча Ь1 из лазерного илучателя Ь, для испарения ионного материала ΙΜ, расположенного внутри катриджа К, как минимум по одному от каждого Ь, Ь1, ΙΜ.In this case, the cartridge case K is technologically open, by any applicable method, for entering the laser beam b1 from the laser emitter b into it, to vaporize the ion material ΙΜ located inside the cartridge K, at least one from each b, b1, b.
При этом корпус картриджа К технологически открыт для введения и закрепления внутри его любым действующим способом, как минимум одной нанотрубки 2.In this case, the cartridge housing K is technologically open for insertion and fixing inside it by any active method of at least one nanotube 2.
Вариант 2.Option 2
К нанотрубке при этом по варианту 2 с электромагнитной системой отклонения придают свойства магнита, при этом магнитное поле Ы-СЕВЕР-8-ЮГ распалагают вдоль тела свободного конца гибкой нанотрубки, при этом внутрь ее входного отверстия вводят поток ионов и посылают его в любую заданную точку, расположенную в области движения свободного конца выходного отверстия нанотрубки.In this case, according to option 2 with an electromagnetic system, the deviations give the properties of a magnet to the nanotube, while the Y-SEVER-8-YG magnetic field is arranged along the body of the free end of the flexible nanotube, while an ion stream is introduced into its inlet and sent to any given point located in the region of motion of the free end of the outlet of the nanotube.
Элетромагнитная система отклонения представляет собой, в частности, один или несколько электромагнитов, которые состоят из катушки на сердечнике и на которые подают электрическое напряжение, при этом у катушки меняют магнитное поле, которым воздействуют на магнит свободного конца нанотрубки и целенаправленно отклоняют его в горизонтальной плоскости его свободного движения, в результате чего управляют выходом потока ионов из выходного отверстия свободного конца нанотрубки в определенные точки пространства или входом из этих точек.The electromagnetic deflection system is, in particular, one or more electromagnets, which consist of a coil on the core and which are supplied with electrical voltage, while the coil changes the magnetic field that affects the magnet of the free end of the nanotube and deliberately deflects it in the horizontal plane of it free movement, as a result of which the exit of the ion flux from the outlet of the free end of the nanotube to certain points in space or the entrance from these points is controlled.
Для достижения указанной цели при управлении потоком ионов, как видно из вышеописанного, отказались от использования наноигл и от управляемой передвижной рабочей поверхности.To achieve this goal when controlling the flow of ions, as can be seen from the above, they refused to use nano-needles and from a controlled mobile work surface.
Вместо этого поток ионов направляется в нужную точку вместе с выходным отверстием иононесущего канала свободного конца нанотрубки.Instead, the ion flow is directed to the desired point along with the outlet of the ion-carrying channel of the free end of the nanotube.
При этом свободный конец нанотрубки без физического контакта окружают системой отклонения,In this case, the free end of the nanotube without physical contact is surrounded by a deflection system,
- 2 015719 включающей в себя один или несколько, в частности по варианту 2, находящихся в горизонтальной плоскости пару вертикальных и пару горизонтальных электромагнитов.- 2 015719 including one or more, in option 2, in the horizontal plane, a pair of vertical and a pair of horizontal electromagnets.
Электромагниты должны быть действующими и при этом могут быть любой формы.Electromagnets must be active and can be of any shape.
При этом нанотрубка 2 - это как минимум одна полая углеродная или белковая трубка наноразмеров, которая имеет один или несклолько слоев, оболочек с различными свойствами, в частности при использовании трубчатых вирусов в качестве ионовода их корпус покрывают металлом, создавая, в частности, золотую оболочку.At the same time, nanotube 2 is at least one hollow carbon or protein tube of nanosize, which has one or several layers, shells with different properties, in particular when using tubular viruses as an ion guide, their body is covered with metal, creating, in particular, a gold shell.
При этом также нанотрубка 2 - это как минимум одна колоссальная углеродная нанотрубка с гигантским диаметром от 40 до 150 мкмIn addition, nanotube 2 is at least one colossal carbon nanotube with a giant diameter of 40 to 150 microns
При этом корпус картриджа К технологически открыт любым действующим способом для вхождения внутрь его лазерного луча Ь1 из лазерного илучателя Ь, для испарения ионного материала ΙΜ, расположенного внутри катриджа К как минимум по одному от каждого Ь, Ь1, ΙΜ.In this case, the cartridge case K is technologically open by any active method for entering inside its laser beam b1 from the laser emitter b, for evaporating the ionic material ΙΜ located inside the cartridge K at least one from each b, b1, b.
При этом корпус картриджа К технологически открыт для введения и закрепления внутри его любым действующим способом как минимум одной нанотрубки 2.In this case, the cartridge housing K is technologically open for insertion and fixing inside it by any active method of at least one nanotube 2.
Перечень чертежейList of drawings
На фиг. 1 приведена принципиальная конструкция устройства для осуществления сущности изобретения;In FIG. 1 shows the basic design of a device for implementing the invention;
на фиг. 2 - вариант 1 электрической системы отклонения устройства управления ионным потоком;in FIG. 2 - option 1 of the electrical system deviation of the ion flow control device;
на фиг. 3 - вариант 2 электромагнитной системы отклонения устройства управления ионным потоком;in FIG. 3 - option 2 of the electromagnetic system deviation of the ion flow control device;
на фиг. 4 - схема взаимодействия элементов конструкции устройства с электрической системой отклонения;in FIG. 4 is a diagram of the interaction of structural elements of the device with the electrical deviation system;
на фиг. 5 - схема взаимодействия элементов конструкции устройства с электромагнитной системой отклонения;in FIG. 5 is a diagram of the interaction of structural elements of the device with the electromagnetic deflection system;
на фиг. 6 - схема узла взаимодействия электрического напряжения с выходящими из нанотрубки ионами для преоброзования их в атомы при электромагнитной системе отклонения;in FIG. 6 is a diagram of a node for the interaction of electric voltage with ions leaving the nanotube for their transformation into atoms with an electromagnetic deflection system;
на фиг. 7 - схема устройства управления потоком ионов в совокупности с системой перемещения всей конструкции по оси Ζ относительно подложки;in FIG. 7 is a diagram of an ion flow control device in combination with a system for moving the entire structure along the оси axis relative to the substrate;
на фиг. 8 - схема устройства управления потоком ионов как элемента конструкции поворотного станка карусельного типа.in FIG. 8 is a diagram of an ion flow control device as a structural member of a rotary machine of a carousel type.
Пример осуществления изобретенияAn example embodiment of the invention
Метод управления потоком ионов осуществляют (фиг. 1) следующим образом - поток ионов 1 вводят внутрь, во входное отверстие 5В закрепленного крепительным элементом 4 конца 5А гибкой полой нанотрубки 2, при этом выходное отверстие 5в свободного конца 5а гибкой нанотрубки 2 физически перемещают действующими исполнительными элементами как минимум в одном, в частности в трех измерениях по осям системы координат ΧΥΖ, в границах области движения свободного конца и изнутри нанотрубки целенаправлено выводят поток ионов в любую заданную точку области движения.The ion flow control method is carried out (Fig. 1) as follows - the ion flow 1 is introduced inside, into the inlet 5B of the end 5A of the flexible hollow nanotube 2 fixed by the fastening element 4, while the outlet 5b of the free end 5a of the flexible nanotube 2 is physically moved by the acting actuating elements in at least one, in particular in three dimensions along the axes of the coordinate system ΧΥΖ, within the boundaries of the region of motion of the free end and from the inside of the nanotube, the ion flux is directed to any given point in the region movement.
Метод управления потоком ионов осуществляют устройством, которое работает следующим образом.The ion flow control method is carried out by a device that operates as follows.
Лазерный излучатель Ь лучом лазера Ь1 испаряет ионный материал ΙΜ, закрепленный внутри камеры прозрачного блока-картриджа К, и преобразовывает его в ионное облако 1т (фиг. 4, 5).The laser emitter b by the laser beam b1 evaporates the ion material ΙΜ fixed inside the chamber of the transparent block-cartridge K, and converts it into an ion cloud 1m (Fig. 4, 5).
Ионное облако 1т разделяется поляризующим электрическим напряжением И1 на отдельные ионы, которые собираются возле поверхностного электрода В. Полярность и величина напряжения И1 зависят от типа ионов.The ion cloud 1m is separated by a polarizing electric voltage I1 into individual ions, which are collected near the surface electrode B. The polarity and magnitude of the voltage I1 depend on the type of ions.
Сила давления ионного облака 1т в камере картриджа К вводит ионы испаренного ионного материала ΙΜ во входное отверстие 5В закрепенного конца нанотрубки 5А, зафиксированного крепительным элементом 4 в нижней части камеры картриджа К.The pressure of the ion cloud 1t in the chamber of the cartridge K introduces the ions of the evaporated ionic material вход into the inlet 5B of the fixed end of the nanotube 5A, fixed by the fastening element 4 in the lower part of the chamber of the cartridge K.
Сила давленния также проталкивает ионы по внутренней полости к выходному отверстию 5в свободного конца нанотрубки 5а, которая расположена в заданнй точке области движения 6 над столом 8 с подложкой Р.The pressure force also pushes ions through the internal cavity to the outlet 5c of the free end of the nanotube 5a, which is located at a given point in the region of motion 6 above table 8 with substrate R.
Вариант 1.Option 1.
При этом к нанотрубке 2, в частности как вариант 1, прикладывают, подводят электрическое напряжение И2, и свободный конец 5а которой без физического контакта окружен электродами (фиг. 2 АА, фиг. 4), 3А, 3а, 3В, 3Ь, которые соеденены с элементами управления К1, К2, Т1, Т2 электрические импульсы от которых изменяют электрическое напряжение на электродах по команде импульсных сигналов Ι81,182 .In this case, an electric voltage I2 is applied to the nanotube 2, in particular as an option 1, and the free end 5a of which is without physical contact surrounded by electrodes (Fig. 2 AA, Fig. 4), 3A, 3a, 3B, 3b, which are connected with controls K1, K2, T1, T2, electrical pulses from which change the voltage on the electrodes by command of pulse signals Ι81,182.
При этом эти изменяющиеся напряжения взаимодействуют с зарядом на нанотрубке 2 и отклоняют ее свободный конец 5а, физически перемещая его выходное отверстие 5в по пространству в границах области движения 6 свободного конца 5а нанотрубки 2.At the same time, these changing stresses interact with the charge on the nanotube 2 and deflect its free end 5a, physically moving its outlet 5c in space within the boundaries of the region of motion 6 of the free end 5a of nanotube 2.
При этом заряд и его полярность на нанотрубке 2 относительно стола 8, в частности, создают электрическое напряжение И2.In this case, the charge and its polarity on the nanotube 2 relative to the table 8, in particular, create an electric voltage I2.
При этом на подложку Р наносят рабочий материал 1т, ионы которого при необходимости преобраIn this case, a working material 1t is applied to the substrate P, whose ions, if necessary, are converted
- 3 015719 зовывают в атомы 1тА, для этого воздействуют (фиг. 6) на ионы электрическим напряжением И2, при этом полярность и величина напряжения И2 зависят от типа ионов и требований поставленной задачи, таким образом, управляют потоком ионов 1т или потоком атомов 1тА, который выводят из выходного отверстия свободного конца гибкой нанотрубки и целенаправленно (фиг. 7) моделируют модель при необходимости в трех измерениях по осям системы координат ΧΥΖ или по плоскости расставляют на подложке Р, которую располагают на металлическом столе 8, которые при трехмерном моделировании моделей могут входить в конструкции поворотного станка карусельного типа.(фиг. 8) как неподвижные элементы.- 3 015719 are called 1tA atoms, for this they act (Fig. 6) on ions with an electric voltage of I2, while the polarity and magnitude of the voltage of I2 depend on the type of ions and the requirements of the task, thus controlling the flow of ions 1t or the flow of atoms 1tA, which is removed from the outlet of the free end of the flexible nanotube and purposefully (Fig. 7) model the model if necessary in three dimensions along the axes of the coordinate system ΧΥΖ or on a plane placed on a substrate P, which is placed on a metal table 8, which and three-dimensional modeling of models can be included in the design of the rotary machine of the carousel type. (Fig. 8) as fixed elements.
При этом положение свободного конца нанотрубки 5а определяют по разности потенциалов на элементах отклоняющей системы, в частности на электродах 3А, 3а, 3В, 3Ь.The position of the free end of the nanotube 5a is determined by the potential difference on the elements of the deflecting system, in particular on the electrodes 3A, 3a, 3B, 3b.
При этом полярность электрических напряжений Ш,И2 на устройстве определяют ионным материалом ΙΜ, в зависимости от того, что наносят на подложку анионы или катионы.In this case, the polarity of the electric voltages Ш, И2 on the device is determined by the ionic material ΙΜ, depending on what anions or cations are applied to the substrate.
При этом при необходимости моделируют сложносоставную модель в трех измерениях по осям системы координат ΧΥΖ, для этого, в частности могут использовать поворотные многоярусные станки карусельного типа (фиг. 8), содержащие повортный подъемный ярус 7, направляющие движения по оси Ζ подъемного яруса 8, поворотный фиксированный ярус 9, элетромотор 10, высокоточный червячный шестереночный механизм 11.Moreover, if necessary, simulate a complex model in three dimensions along the axes of the coordinate system ΧΥΖ, for this, in particular, they can use rotary multi-tier machines of the carousel type (Fig. 8) containing a rotary lifting tier 7, guiding movements along the Ζ axis of the lifting tier 8, rotary fixed tier 9, electric motor 10, high-precision worm gear mechanism 11.
При их помощи выбирают необходимый картридж, который спускают-поднимают и слоями вставляют неоходимые ионы в моделируемый объект, основание которого располагают на подложке Р, которую устанавливают на металлическом столе 8, которые в виде станины для многоярусных вращающихся картриджей.With their help, the necessary cartridge is selected, which is lowered, lifted and the necessary ions are inserted into the simulated object, the base of which is placed on the substrate P, which is installed on a metal table 8, which is in the form of a bed for multi-tier rotating cartridges.
Устройство управления потоком ионов в применении варианта 1 содержит (фиг. 4) картридж К, лазерный излучатель Ь, луч излучателя Ь1, ионный материал ΙΜ, облако ионов 1т, поляризующее напряжение И1, поверхностный электрод В, поток ионнов 1, нанотрубку с постоянным электрическим зарядом, напряжением 2, крепительный элемент нанотрубки 4, закрепленный конец нанотрубки 5А, свободный конец нанотрубки 5а, вход, ввод в отверстие закрепленного конца нанотрубки 5В, выход, вывод из отверстия свободного конца нанотрубки 5в, переменное электрическое напряжение для управления нанотрубкой И2, как минимум один или несколько элементов электронного управления К1, К2. Т1, Т2, сигналы управления Ι§1, Ι§2, элементы электрической отклоняющей системы (фиг. 4) 3А, 3, 3В, 3Ь и (фиг. 7) 10, 11 перемещающие отверстие свободного конца нанотрубки 5в по осям ΧΥΖ, подложку Р для моделирования, нанесения ионов, рабочий стол 8.The ion flow control device in the application of option 1 contains (Fig. 4) a cartridge K, a laser emitter b, an emitter beam b1, ion material ΙΜ, a 1t ion cloud, polarizing voltage I1, surface electrode B, ion flow 1, a nanotube with a constant electric charge , voltage 2, the fastening element of the nanotube 4, the fixed end of the nanotube 5A, the free end of the nanotube 5a, the input, the input to the hole of the fixed end of the nanotube 5B, the output, the output from the hole of the free end of the nanotube 5v, alternating voltage I2 for controlling nanotube, at least one or more electronic control elements K1, K2. T1, T2, control signals Ι§1, Ι§2, elements of the electric deflecting system (Fig. 4) 3A, 3B, 3B, 3b and (Fig. 7) 10, 11 moving the hole of the free end of the nanotube 5c along the ям axes, the substrate P for modeling, deposition of ions, desktop 8.
Вариант 2.Option 2
Также к нанотрубке 2, в частности как вариант 2 (фиг. 3 А-А), придают свойства магнита, при этом магнитное поле Ν-ί.ΈΒΕΡ-8-ЮГ распалагают вдоль тела свободного конца полой нанотрубки 5а, при этом внутрь ее входного отверстия 5В вводят поток ионов 1 и посылают его в любую заданную точку, расположенную в области движения 6 свободного конца 5а выходного отверстия 5в нанотрубки 2, свободный конец 5а которой без физического контакта окружен электромагнитами (фиг. 5 А-А) 3А, 3а, 3В, 3Ь, которые соеденены с элементами управляющего напряжения И3А, И3а, И3В, И3Ь.Also, to the nanotube 2, in particular as option 2 (Fig. 3 A-A), the properties of a magnet are imparted, while the magnetic field Ν-ί. Ю-8-SG is arranged along the body of the free end of the hollow nanotube 5a, while inside its input holes 5B introduce a stream of ions 1 and send it to any given point located in the region of motion 6 of the free end 5a of the outlet 5b of nanotube 2, the free end 5a of which is without physical contact surrounded by electromagnets (Fig. 5A-A) 3A, 3a, 3B 3b, which are connected to the control voltage elements I3A, I3a, I3B, I3b.
При этом (фиг. 5 А-А) эти изменяющиеся напряжения И3А, И3а, И3В, И3Ь меняют магнитное поле катушек электромагнитов 3А, 3а, 3В, 3Ь, которым воздействуют на магнит Ν-ί.ΈΒΕΡ-8-ЮГ на свободном конце 5а нанотрубки 2 и отклоняют ее свободный конец 5а, физически перемещая (изл=0(18о шза,изв=(з(18О*)и зь) его выходное отверстие 5в по пространству в границах области движения 6 свободного конца нанотрубки 5а.In this case (Fig. 5 A-A), these changing voltages I3A, I3a, I3B, I3b change the magnetic field of the coils of electromagnets 3A, 3a, 3B, 3b, which affect the magnet Ν-ί.ΈΒΕΡ-8-SG at the free end 5a nanotubes 2 and deflect its free end 5a, physically moving (rad = 0 (18 ° ss, sv = (s (18O *) and ss) its outlet 5c in space within the boundaries of the region of motion 6 of the free end of nanotubes 5a.
При этом на подложку Р наносят рабочий материал 1т, ионы которого при необходимости преобразовывают в атомы 1тА, для этого воздействуют (фиг. 6) на ионы электрическим напряжением И2, при этом полярность и величина напряжения И2 зависят от типа ионов и требований поставленной задачи, таким образом, управляют потоком ионов 1т или потоком атомов 1тА, который выводят из выходного отверстия свободного конца гибкой нанотрубки и целенаправленно (фиг. 7) моделируют модель при необходимости послойно в трех измерениях по осям системы координат ΧΥΖ, перемещают вверхвниз или по плоскости расставляют йЬ на подложке Р, которую располагают на металлическом столе 8, который как элемент может входить в конструкции поворотного станка карусельного типа (фиг. 8).In this case, a working material 1t is applied to the substrate P, whose ions are converted into 1tA atoms if necessary, for this they act (Fig. 6) on the ions with an electric voltage of I2, while the polarity and magnitude of the voltage of I2 depend on the type of ions and the requirements of the task, such Thus, they control the 1t ion flux or 1tA atomic flux, which is removed from the outlet of the free end of the flexible nanotube and purposefully (Fig. 7) model the model if necessary in layers in three dimensions along the axes of the coordinate system ΧΥΖ, eschayut vverhvniz or db plane are arranged on the substrate P, which is positioned on a metal table 8 which may be included as an element in the construction of the rotary machine carousel (FIG. 8).
При этом полярность и величина напряжения И2 зависят от типа ионов.In this case, the polarity and magnitude of the voltage I2 depend on the type of ions.
При этом полярность электрических напряжений И1, И2, И3 на устройстве определяется ионным материалом ΙΜ в зависимости от того, что наносят на подложку - анионы или катионы.In this case, the polarity of the electric voltages I1, I2, I3 on the device is determined by the ionic material ΙΜ depending on what is applied to the substrate — anions or cations.
При этом при необходимости моделируют сложносоставную модель, в трех измерениях по осям системы координат ΧΥΖ, для этого, в частности, могут использовать поворотные многоярусные станки карусельного типа (фиг. 8), содержащие повортный подъемный ярус 7, направляющие движения по оси Ζ подъемного яруса 8, поворотный фиксированный ярус 9, электромотор 10, высокоточный червячный шестереночный механизм 11.In this case, if necessary, a complex model is simulated, in three dimensions along the axes of the coordinate system для, for this, in particular, they can use rotary multi-tier machines of the carousel type (Fig. 8) containing a rotary lifting tier 7, guiding movements along the Ζ axis of the lifting tier 8 , rotary fixed tier 9, electric motor 10, high-precision worm gear mechanism 11.
При их помощи выбирают необходимый картридж, который спускают-поднимают и слоями вставWith their help, they select the necessary cartridge, which is lowered, raised and rose in layers
- 4 015719 ляют неоходимые ионы в моделируемый объект, основание которого располагают на подложке Р, которую устанавливают на металлическом столе 8, которые в виде станины для многоярусных вращающихся картриджей.- 4 015719 pour the necessary ions into a simulated object, the base of which is placed on a substrate P, which is mounted on a metal table 8, which is in the form of a bed for multi-tier rotating cartridges.
В итоге, как результат, достигают управления ионным потоком в трехмерном направлении.As a result, as a result, control of the ion flux in the three-dimensional direction is achieved.
Устройство управления потоком ионов в применении варианта 2 содержит (фиг. 5) картридж К, лазерный излучатель Ь, луч излучателя Ь1, ионный материал ΙΜ, облако ионов 1т, поляризующее напряжение υΐ, поверхностный электрод В, поток ионов 1, нанотрубку с постоянным электрическим зарядом, напряжением 2, крепительный элемент нанотрубки 4, закрепленный конец нанотрубки 5А, свободный конец нанотрубки 5а, несущий магнит Ν-ΟΈΒΕΡ-8-ЮГ. вход, ввод в отверстие закрепленного конца нанотрубки 5В, выход, вывод из отверстия свободного конца нанотрубки 5В, переменное электрическое напряжение υ2, управляющее электрическое напряжение и3А, и3а, иЗВ, иЗЬ, элементы электромагнитной отклоняющей системы (фиг. 5), в частности электромагниты 3А, 3а, 3В, 3Ь и (фиг. 7) 10, 11, перемещающие отверстие свободного конца нанотрубки 5В по осям ΧΥΖ, подложка Р для моделирования, нанесения ионов, рабочий стол 8.The ion flow control device in the application of embodiment 2 contains (Fig. 5) a cartridge K, a laser emitter b, an emitter beam b1, ion material ΙΜ, a 1t ion cloud, polarizing voltage υΐ, surface electrode B, ion flow 1, a nanotube with a constant electric charge , voltage 2, the fastening element of the nanotube 4, the fixed end of the nanotube 5A, the free end of the nanotube 5a, bearing a magnet Ν-ΟΈΒΕΡ-8-SO. input, input to the hole of the fixed end of the nanotube 5V, exit, output from the hole of the free end of the nanotube 5V, alternating voltage υ2, control voltage u3A, u3a, uzv, uzb, elements of the electromagnetic deflecting system (Fig. 5), in particular electromagnets 3A , 3a, 3B, 3b and (Fig. 7) 10, 11, moving the hole of the free end of the nanotube 5B along the ΧΥΖ axes, the substrate P for modeling, ion deposition, desktop 8.
В частности, в рамках рассматриваемого примера устройства после нанесения на подложку атомов ионного материала и расставив при этом их в нужных местах, производится смена картриджа и к ранее установленным атомам расставляют по нужным местам атомы уже другого ионного материала.In particular, in the framework of the considered example of the device, after the deposition of atoms of ionic material on the substrate and placing them in the right places, the cartridge is changed and the atoms of another ionic material are placed in the right places to the previously installed atoms.
Количество картриджей при этом варианте устройства зависит от физического состава материалов конструируемого изделия.The number of cartridges in this embodiment of the device depends on the physical composition of the materials of the designed product.
Таким образом, авторы предлагают новый метод управления потоком ионов, который осуществляется путем отклонения перемещения пространственной позиции свободного конца гибкой нанотрубки, которая несет поток ионов.Thus, the authors propose a new method for controlling the ion flux, which is carried out by deflecting the displacement of the spatial position of the free end of the flexible nanotube, which carries the ion flux.
Данный метод управления потоком ионов и устройство его осуществления, являющиеся объектом данного изобретения, могут быть промышленно использованы в наноэлектронике, на химическом производстве, в медицине, в военной технике, в фотографии и прочих областях физики и химии.This method of controlling the flow of ions and the device for its implementation, which are the object of this invention, can be industrially used in nanoelectronics, in chemical production, in medicine, in military equipment, in photography and other fields of physics and chemistry.
Для метода управления ионным потоком применяется любая известная нанотрубка, в частности наноконус, или другая белковая или углеродная каркасная структуры. Вместо уже известных методов управления потоком ионов и связанных с такими методами устройств данное изобретение позволяет использовать новый более простой метод и новые устройства эффективно упрощенной конструкции, с меньшей потребностью в дорогостоящих материалах, меньшей себестоимости, эффективно обладающие большей скоростью работы, продуктивностью и большей точностью.For the ion flow control method, any known nanotube, in particular a nanocone, or other protein or carbon frame structure is used. Instead of the already known methods for controlling the flow of ions and the devices associated with such methods, this invention allows the use of a new simpler method and new devices of an efficiently simplified design, with less need for expensive materials, lower cost, efficiently possessing greater speed, productivity and greater accuracy.
Использование данного изобретения, например, в наноэлектронике позволяет создавать многоэтажным объемным способом архитектурную ионную структуру послойно создаваемого объекта любой сложности свойств, в частности наноразмерные объёмные ячейки компьютерной памяти, наноразмерные радиолампы и, что наиболее важно, подключить к процессу создания нанообъектов программное обеспечение. Доступность к построению ионной структуры в 3-х измерениях открывает новые возможности для исследователей и технологов.Using this invention, for example, in nanoelectronics, it is possible to create an architectural ionic structure in a multi-storey volumetric manner using a layer-by-layer object of any complexity of properties, in particular nanoscale volumetric computer memory cells, nanoscale radio tubes and, most importantly, connect software to the process of creating nano-objects. Accessibility to the construction of an ionic structure in 3 dimensions opens up new possibilities for researchers and technologists.
Материаловеды теперь могут моделировать не только по поверхности, но формировать также морфологию многослойных структур. С помощью данного изобретения технолог может моделировать послойно объект, при желании послойно изменяя его свойства.Material scientists can now model not only on the surface, but also form the morphology of multilayer structures. With the help of this invention, the technologist can simulate an object in layers, if desired, layer-by-layer changing its properties.
Таким образом, данное изобретение является идеальным средством для ионной инплантации, моделирования структурных свойств поликристаллических объектов и установления соответствия их строения с заданными теоретическими моделями.Thus, this invention is an ideal tool for ion implantation, modeling the structural properties of polycrystalline objects and establishing the correspondence of their structure with given theoretical models.
Этот метод и устройство управления ионным потоком открывают новые возможности в различных промышленных областях, где для дальнейшего прогресса требуется создание 3-мерных структур или функциональных блоков с нанометровыми размерами.This method and ion flow control device open up new possibilities in various industrial fields, where further progress requires the creation of 3-dimensional structures or functional blocks with nanometer dimensions.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EEU200800023 | 2008-02-13 | ||
EEU200800024 | 2008-02-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200900191A1 EA200900191A1 (en) | 2009-10-30 |
EA015719B1 true EA015719B1 (en) | 2011-10-31 |
Family
ID=41149154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200900191A EA015719B1 (en) | 2008-02-13 | 2009-02-13 | Method and device for guiding of the ion flow |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA015719B1 (en) |
EE (1) | EE200900010A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1270496A (en) * | 1969-10-21 | 1972-04-12 | Philips Electronic Associated | Ion source for slow-ion sputtering |
EP0328076A2 (en) * | 1988-02-08 | 1989-08-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Thin film forming apparatus and ion source utilizing sputtering with microwave plasma |
JPH05171426A (en) * | 1991-12-24 | 1993-07-09 | Agency Of Ind Science & Technol | Laser ion plating device |
US5317148A (en) * | 1991-05-22 | 1994-05-31 | Loral Corporation | IR/ladar scanner |
-
2009
- 2009-02-13 EE EEP200900010A patent/EE200900010A/en unknown
- 2009-02-13 EA EA200900191A patent/EA015719B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1270496A (en) * | 1969-10-21 | 1972-04-12 | Philips Electronic Associated | Ion source for slow-ion sputtering |
EP0328076A2 (en) * | 1988-02-08 | 1989-08-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Thin film forming apparatus and ion source utilizing sputtering with microwave plasma |
US5317148A (en) * | 1991-05-22 | 1994-05-31 | Loral Corporation | IR/ladar scanner |
JPH05171426A (en) * | 1991-12-24 | 1993-07-09 | Agency Of Ind Science & Technol | Laser ion plating device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA200900191A1 (en) | 2009-10-30 |
EE200900010A (en) | 2009-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110337359A (en) | Use the increasing material manufacturing in mobile building space | |
CN110177676A (en) | Large scale increases material machine | |
JP6530081B2 (en) | Method and system for layering three-dimensional models from powder materials | |
US20160375492A1 (en) | Application of magnetic fields in additive manufacturing | |
US20140054817A1 (en) | Three-dimensional printer | |
CN109228304A (en) | A kind of 3 D-printing device of electric field induction auxiliary electrojet | |
Splatt et al. | Deterministic reordering of 40Ca+ ions in a linear segmented Paul trap | |
Becker et al. | Feedback control of many magnetized: Tetrahymena pyriformis cells by exploiting phase inhomogeneity | |
WO2009033150A1 (en) | Pitch, roll, and yaw motions for electromagnet arrays | |
JP6619092B2 (en) | 3D structure manufacturing apparatus and manufacturing method for cells | |
WO2001025504A1 (en) | Micro three-dimensional structure, production method therefor and production device therefor | |
US8859999B2 (en) | Movement-free bending method for one-dimensional or two-dimensional nanostructure using ion beam | |
Sokolich et al. | Modmag: A modular magnetic micro-robotic manipulation device | |
JP6802218B2 (en) | Modeling material coating device | |
EA015719B1 (en) | Method and device for guiding of the ion flow | |
CN104493321B (en) | Linear cutting machine | |
EA015720B1 (en) | Method and device for guiding of the ion flow | |
Subendran et al. | An aquatic microrobot for microscale flow manipulation | |
JP2006518923A (en) | Mass spectrometer with improved mass filter and ion detector | |
Tsumori et al. | Magnetic actuator using interaction between micro magnetic elements | |
Shakir et al. | Nanoscale path planning and motion control with maglev positioners | |
Zhang et al. | Novel 3D magnetic tweezer system for microswimmer manipulations | |
CN114888798A (en) | Micro-robot motion control system based on oscillating magnetic field platform | |
CN116476029A (en) | Micro drug-carrying robot system based on photo-magnetic double control and control method | |
Ayanian et al. | Stochastic control for self-assembly of XBots |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |