[go: up one dir, main page]

EA015720B1 - Method and device for guiding of the ion flow - Google Patents

Method and device for guiding of the ion flow Download PDF

Info

Publication number
EA015720B1
EA015720B1 EA200900192A EA200900192A EA015720B1 EA 015720 B1 EA015720 B1 EA 015720B1 EA 200900192 A EA200900192 A EA 200900192A EA 200900192 A EA200900192 A EA 200900192A EA 015720 B1 EA015720 B1 EA 015720B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
nanotube
free end
ions
outlet
magnet
Prior art date
Application number
EA200900192A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200900192A1 (en
Inventor
Александр Криманов
Игорь Соминский
Original Assignee
Александр Криманов
Игорь Соминский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Криманов, Игорь Соминский filed Critical Александр Криманов
Publication of EA200900192A1 publication Critical patent/EA200900192A1/en
Publication of EA015720B1 publication Critical patent/EA015720B1/en

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

The method of ion flow control is that the flow of ions is fed to an incoming hole fixed end, at least one nanotube, which was originally provided with a magnet or property sprayed layer, the shell having its own permanent magnet with poles N-NORTH-S- SOUTH who have the body along the nanotube, which in this case, reinforce fastening element, and the free end of the flexible nanotube bearing within its cavity, this flow of ions, physically move in space, in the region of motion, with the channel and stop its free end outlet nanotubes in a predetermined point of the movement, for this serves the voltage with elements of electronic control on the electromagnetic coil of the deflecting sys tem, which act on the magnet, and reject what the free end of the nanotube with the outlet and as a result, control ion flow, while purposefully sent ions introduced into any given point, which is in the region of motion of the free end of the nanotube, with a nanotube - is, at least one, the hollow nanotube , which has one or several layers of shells with different properties. The device for implementing the above method includes the flow of ions, the flexible nanotube close element nanotubes, fixed end of the nanotube, the free end of the nanotube along the body carrying the magnet N-NORTH-S-SOUTH, entry, entry hole in the fixed end of the nanotube, the output, the output of opening of the free end of the nanotube, a voltage of at least one electromagnetic coil with a core that controls the voltage applied to the coil, the substrate, workdesk.

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, 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 a stream of ions, by which the direction of flow to the desired point is carried out 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.

Известное решение управления потоком ионов, устройства которых в эксплуатации малоэффективны, обладают примитивной и громоздкой конструкцией, трудоемкие в использовании, дороги в себестоимости, малонадежны, обладают ограниченными возможностями, в том числе медленны и неточны.A well-known solution for controlling the flow of ions, the devices of which are ineffective 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, 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 предложили направить поток ионов в нужную точку моделирования вместе с выходным отверстием иононесущего канала свободного конца полой нанотрубки.Instead, the authors proposed to direct the ion flow to the desired modeling point together 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 заданую 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 видами системы отклонения, в частности, с применением 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 at least in one direction or, if necessary, moved in three dimensions along the axes of the coordinate system ΧΥΖ and the outlet the free end of the flexible nanotube is deflected and moved by several types of deflection system, in particular, using electromagnetic deflection means.

Таким образом, технический результат достигается посредством ввода ионного потока в закрепленный конец нанотрубки и управления свободным концом гибкой нанотрубки, при этом пространственное отклонение ее выходящего отверстия в физическом пространстве с помощью отклоняющих элементов системы 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 the spatial deflection of its outlet in the physical space using the deflecting elements of the electromagnetic deflection system, in particular, are electromagnets.

Таким образом, устройство осуществления метода содержит отклоняющую систему, состоящую из одного или нескольких пар электромагнитов.Thus, the method implementation apparatus comprises a deflecting system consisting of one or more pairs of electromagnets.

Электромагниты успешно применяют в настоящем изобретении для достижения технического результата и эффективно выполняют свои задачи в отдельно для него поставленных целях и условиях, и поэтому они представляют собой самостоятельно полноценные электромагнитные средства отклоняющей системы, при помощи которых перемещают свободный конец гибкой нанотрубки и, как результат, управляют ионным потоком, выходящим из нее. Нанотрубке придают свойства магнита, при этом магнитное поле Ν-СЕВЕР-З-ЮГ распалагают вдоль тела свободного конца гибкой нанотрубки, внутрь ее входного отверстия вводят поток ионов и посылают его в любую заданную точку, расположенную в области движения свободного конца выходного отверстия нанотрубки.Electromagnets are successfully used in the present invention to achieve a technical result and effectively perform their tasks for separately set goals and conditions, and therefore they are independently full-fledged electromagnetic means of a deflecting system, with the help of which they move the free end of a flexible nanotube and, as a result, control ion flow exiting from it. The properties of the magnet are imparted to the nanotube, and the поле-SEVER-Z-YG magnetic field is arranged along the body of the free end of the flexible nanotube, an ion stream is introduced inside its inlet and sent to any given point located in the region of the free end of the nanotube exit.

Электромагнитная 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 целенаправлено 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 that 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 purposefully deflect it in the horizontal plane its 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 свободного конца гибкой нанотрубки, несущей ионы.Instead, the ion flow is directed to the desired point along with the outlet of the free end of a flexible nanotube carrying ions.

При этом свободный конец нанотрубки без физического контакта окружают системой отклонения, включающей в себя один или несколько, в частности по варианту 2, находящихся в горизонтальной плоскости пару вертикальных и пару горизонтальных электромагнитов.In this case, the free end of the nanotube without physical contact is surrounded by a deflection system that includes one or several, in particular according to option 2, a pair of vertical and a pair of horizontal electromagnets located in the horizontal plane.

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 несколько слоев, оболочек с различными свойствами, в частности, при исIn this case, nanotube 2 is at least one hollow carbon or protein nanoscale tube, which has one or several layers, shells with different properties, in particular, when

- 1 015720 пользовании трубчатых вирусов в качестве ионовода, их корпус покрывают металлом, создавая, в частности, золотую оболочку.- 1 015720 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 мкм.Moreover, 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.At the same time, the cartridge case K is technologically open by any effective method for entering inside its laser beam L1 from the laser irradiator L to vaporize the ion material ΙΜ located inside the cartridge K, at least one from each L, L1, L.

При этом корпус картриджа К технологически открыт для введения и закрепления внутри него 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 - схема лазерного испарителя;in FIG. 2 is a diagram of a laser evaporator;

на фиг. 3 - вариант 2 электромагнитной системы отклонения устройства управления ионным потоком с;in FIG. 3 - option 2 of the electromagnetic system deviation of the ion flow control device with;

на фиг. 4 - схема соединения крепительного элемента нанотрубки и картриджа;in FIG. 4 is a connection diagram of a fastening element of a nanotube and a cartridge;

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 преобразования 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 converting them 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 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 actuators, in at least one, in particular three, measurements 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 давления также проталкивает ионы по внутренней полости к выходному отверстию 5в свободного конца нанотрубки 5а, которая расположена в заданной точке области движения 6 над столом 8 с подложкой Р. Также нанотрубке 2, в частности как вариант 2 (фиг. 3, А-А), придают свойства магнита, при этом магнитное поле Х-СЕВЕР-8-ЮГ располагают 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 соединены с элементами управляющего напряжения И3А, И3а, И3В, И3Ь. 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 Ы-СЕВЕР-8-ЮГ на свободном конце 5а нанотрубки 2 и отклоняют ее свободный конец 5а, физически перемещая его выходное отверстие 5в по пространству в границах области движения 6 свободного конца нанотрубки 5а. При этом на подложку Р наносят рабочий материал 1т, ионны которого при необходимости преобразовывают в атомы 1тА, для этого воздействуют (фиг. 6) на ионы электрическим напряжением И2, при этом полярность и величина напряжения И2 зависит от типа ионов и требований поставленой задачи, таким образом, управляют потоком ионов 1т или потоком атомов 1тА, который выводят из выходного отверстия свободного конца гибкой нанотрубки, и целенаправлено (фиг. 7) моделируют модель, при необходимости, послойно в трех измерениях по осям системы координат ΧΥΖ, перемещают (фиг. 7 см λΐ, λ11) вверх-вниз или по плоскости расставляют (фиг. 7 см λ12) на подложке Р, которую располагают на металлическом столе 8, который как элемент может входить в конструкции поворотного станка карусельного типа (фиг. 8).The pressure 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 the table 8 with the substrate P. Also, the nanotube 2, in particular as option 2 (Fig. 3, A-A) , give the properties of a magnet, while the magnetic field X-SEVER-8-SG is placed along the body of the free end of the hollow nanotube 5a, while an ion stream 1 is introduced into its inlet 5B and sent to any given point located in the region of motion 6 of the free end 5a of the output a part 5c of nanotube 2, the free end 5a of which is without physical contact surrounded by electromagnets (Fig. 5, A-A) 3A, 3a, 3B, 3b, which are connected to the control voltage elements I3A, I3a, I3B, I3b. At the same time (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 N-SEVER-8-YG at the free end 5a of the nanotube 2 and its free end 5a is deflected by physically moving its outlet 5c in space within the boundaries of the region of motion 6 of the free end of the nanotube 5a. In this case, a working material 1t is applied to the substrate P, the ions of which are converted into 1tA atoms if necessary, for this they act (Fig. 6) on ions with an electric voltage of I2, and the polarity and magnitude of the voltage of I2 depends 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, layer-by-layer in three dimensions along the axes of the coordinate system пере, placed (Fig. 7 cm λΐ, λ11) up or down or placed on the plane (Fig. 7 cm λ12) on a substrate P, which is placed on a metal table 8, which, as an element, can be included in the design of a rotary machine of the carousel type (Fig. 8 )

- 2 015720- 2 015720

При этом полярность и величина напряжения И2 зависит от типа ионов.In this case, the polarity and magnitude of the voltage I2 depends on the type of ions.

При этом полярность электрических напряжений Ш, И2, ИЗ 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 W, I2, IZ 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.At the same time, if necessary, they model 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 the movement along the Ζ axis of the lifting tier 8, a rotary fixed tier 9, an electric motor 10, a 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 используются 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 are used as 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 содержит (фиг. 5) 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, несуший магнит Ы-СЕВЕР-8-ЮГ, вход, ввод в отверстие закрепленного конца нанотрубки 5В, выход, вывод из отверстия свободного конца нанотрубки 5в, переменное электрическое напряжение И2, управляющее электрическое напряжение ИЗА, ИЗа, ИЗВ, ИЗЬ, элементы электромагнитной отклоняющей системы (фиг. 5), в частности электромагниты ЗА, За, ЗВ, ЗЬ, 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 comprises (Fig. 5) a cartridge K, a laser emitter b, an emitter beam b1, an ion material ΙΜ, an ion cloud 1m, a polarizing voltage I1, a surface electrode B, an ion flow 1, a nanotube with a constant electric charge, voltage 2, nanotube fastening element 4, fixed end of nanotube 5A, free end of nanotube 5a, supporting magnet Y-SEVER-8-UG, input, input into the hole of the fixed end of nanotube 5B, exit, exit from the hole of the free end of nanotube 5v, alternating voltage II, the control electric voltage IZA, IZA, IZV, IZI, elements of the electromagnetic deflecting system (Fig. 5), in particular electromagnets ZA, Za, ZV, Zb, and (Fig. 7) 10, 11, which move the hole of the free end of the nanotube 5c along the ΧΥΖ axes, substrate P for modeling, ion deposition, desktop 8.

В итоге, как эффективный результат, в частности происходят следующие процессы: нанесение атомов ионного материала в результате физического распыления и взаимодействия ионов с материалом подложки; интегрирование различных материалов в одну структуру; конструирование нового материала путем последовательного формирования структуры из ионов необходимого материала.As a result, as an effective result, in particular, the following processes occur: deposition of atoms of ionic material as a result of physical sputtering and interaction of ions with the substrate material; integration of various materials in one structure; designing a new material by sequentially forming a structure from ions of the required material.

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 the 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 структура.For the ion flow control method, any known nanotube, in particular a nanocone, or another protein or carbon frame structure, is used.

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.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.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.

Доступность к построению ионной структуры в З-х измерениях открывает новые возможности для исследователей и технологов.Accessibility to the construction of the 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.Material scientists can now model not only on the surface, but also form the morphology of multilayer structures.

С помощью данного изобретения технолог может моделировать послойно объект, при желании послойно изменяя его свойства.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 имплантации, 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 открывает новые возможности в различных промышленных областях, где для дальнейшего прогресса требуется создание З-мерных структур или функциональных блоков с нанометровыми размерами.This method and ion flow control device opens up new possibilities in various industrial fields, where further progress requires the creation of 3-dimensional structures or functional blocks with nanometer dimensions.

Claims (8)

1. Способ управления потоком ионов, в котором поток ионов вводят внутрь во входное отверстие закрепленного крепежным элементом неподвижного конца гибкой нанотрубки, свободный конец которой обладает свойствами магнита, воздействуют на свободный конец нанотрубки электромагнитными полями таким образом, что выходное отверстие свободного конца гибкой нанотрубки физически отклоняется, перемещается в пространстве по меньшей мере в одном направлении в границах области движения свободного конца, при этом изменяется пространственная позиция выходного отверстия свободного конца нанотрубки, а введенные внутрь нанотрубки ионы выводятся в заранее заданную точку, находящуюся в области движения выходного отверстия свободного конца нанотрубки.1. A method for controlling the ion flux, in which the ion flux is introduced inside the inlet of the fixed end of the flexible nanotube fixed by the fastener, the free end of which has the properties of a magnet, affect the free end of the nanotube with electromagnetic fields so that the outlet of the free end of the flexible nanotube is physically deflected moves in space in at least one direction within the boundaries of the region of motion of the free end, while changing the spatial position the outlet opening of the free end of the nanotube, and the ions introduced into the nanotube are displayed at a predetermined point located in the region of motion of the outlet of the free end of the nanotube. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна нанотрубка изначально обладает свойствами магнита или имеет напыленный слой в виде оболочки-магнита, причем полюса расположены вдоль нанотрубки, при этом нанотрубка представляет собой полую углеродную или белковую трубку, которая имеет один или несколько слоев в виде оболочек с различными свойствами.2. The method according to claim 1, characterized in that at least one nanotube initially has the properties of a magnet or has a sprayed layer in the form of a magnet shell, the poles being located along the nanotube, while the nanotube is a hollow carbon or protein tube that has one or more layers in the form of shells with various properties. 3. Способ по п.1, в котором используют лазерный излучатель для испарения ионного материала, закрепленного внутри камеры прозрачного блока-картриджа для формирования ионного облака, при этом ионное облако разделяют поляризующим электрическим напряжением на отдельные ионы, которые собирают возле поверхностного электрода, а далее под действием силы давления ионного облака в камере картриджа вводят ионы испаренного материала во входное отверстие закрепленного в нижней части камеры картриджа конца нанотрубки и проталкивают ионы по внутренней полости к выходному отверстию, при этом посредством электромагнитных катушек, соединенных с элементами электронного управления, изменяют положение свободного конца нанотрубки и наносят на подложку рабочий ионный материал, ионы которого при необходимости преобразовывают в атомы, при этом полярность и величина электрического напряжения при воздействии им на ионы зависит от типа ионов и требований поставленной задачи, при этом также полярность электрических напряжений на картридже определяют по ионному материалу в зависимости от того, что наносят на подложку - анионы или катионы.3. The method according to claim 1, in which a laser emitter is used to evaporate the ionic material fixed inside the chamber of the transparent cartridge block to form the ion cloud, wherein the ion cloud is separated by polarizing electric voltage into individual ions that are collected near the surface electrode, and then Under the action of the pressure of the ion cloud in the chamber of the cartridge, the ions of the evaporated material are introduced into the inlet of the end of the nanotube fixed in the lower part of the chamber of the cartridge and the ions are pushed through cavity to the outlet, while using electromagnetic coils connected to electronic control elements, the position of the free end of the nanotube is changed and a working ionic material is deposited on the substrate, whose ions are converted into atoms, if necessary, with the polarity and magnitude of the electric voltage when it is exposed to ions depends on the type of ions and the requirements of the task, while the polarity of the voltage on the cartridge is also determined by the ionic material depending on th, that is applied onto a substrate - anions or cations. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что слоями моделируют модель в трех измерениях по осям системы координат ΧΥΖ, для этого используют электромагнитные средства отклонения выходного отверстия свободного конца гибкой нанотрубки, которое перемещают вперед-назад, вправовлево и вверх-вниз, при этом используют поворотные многоярусные станки карусельного типа, содержащие поворотный подъемный ярус, планки-направляющие движения по оси Ζ подъемного яруса, поворотный фиксированный ярус, электромотор, высокоточный червячный - шестереночный механизм, при этом выбирают необходимый картридж, который спускают-поднимают, выводят и слоями вставляют необходимые ионы в моделируемый объект, основание которого располагают на подложке, которую устанавливают на металлическом столе.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the layers are used to model the model in three dimensions along the axes of the coordinate system ΧΥΖ, for this purpose, electromagnetic means are used to deflect the outlet of the free end of the flexible nanotube, which is moved back and forth, left and up -down, while using rotary multi-tier machines of a carousel type, containing a rotary lifting tier, planks-guiding movements along the Ζ axis of the lifting tier, a rotary fixed tier, an electric motor, a high-precision worm gear -screw mechanism, wherein the selected desired cartridge which is run-ups, and output layers inserted necessary ions in a simulated object, whose base is positioned on a substrate, which is mounted on a metal table. 5. Устройство для осуществления способа по любому из пп.1-3, включающее рабочий стол, подложку, гибкую нанотрубку, крепежный элемент, фиксирующий вводное отверстие конца нанотрубки, и магнит, установленный на свободном конце нанотрубки, вдоль нее возле выводного отверстия нанотрубки, а также по меньшей мере один электромагнит в виде катушки с сердечником и средство приложения управляющего электрического напряжения к катушке.5. A device for implementing the method according to any one of claims 1 to 3, comprising a desktop, a substrate, a flexible nanotube, a fastener fixing the inlet hole of the end of the nanotube, and a magnet mounted on the free end of the nanotube, along it near the outlet of the nanotube, and at least one electromagnet in the form of a coil with a core and means for applying a control voltage to the coil. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что в него включены дополнительно лазерный излучатель, картридж, ионный материал и поверхностный электрод.6. The device according to claim 5, characterized in that it additionally includes a laser emitter, cartridge, ionic material and surface electrode. 7. Устройство по любому из пп.4-6, отличающееся тем, что нанотрубка имеет вид наноконуса, нанооболочки или наноспирали и изготовлена из углерода или имеет вид коаксиального нанокабеля, оболочка-изолятор которого представляет собой пленку из оксида металла.7. The device according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the nanotube has the form of a nanocone, nanoshell or nanoshelix and is made of carbon or has the form of a coaxial nanocable, the insulator shell of which is a metal oxide film. 8. Устройство по любому из пп.5-7, отличающееся тем, что нанотрубка представляет собой полую белковую нанотрубку, такую как трубчатый вирус, оболочка которого покрыта пленкой из оксида металла, состоящей по меньшей мере из одного слоя.8. The device according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the nanotube is a hollow protein nanotube, such as a tubular virus, the shell of which is coated with a metal oxide film consisting of at least one layer.
EA200900192A 2008-02-13 2009-02-13 Method and device for guiding of the ion flow EA015720B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EEU200800023 2008-02-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200900192A1 EA200900192A1 (en) 2009-08-28
EA015720B1 true EA015720B1 (en) 2011-10-31

Family

ID=41127884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200900192A EA015720B1 (en) 2008-02-13 2009-02-13 Method and device for guiding of the ion flow

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA015720B1 (en)
EE (1) EE200900009A (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4755685A (en) * 1985-10-16 1988-07-05 Hitachi, Ltd. Ion micro beam apparatus
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
US6246065B1 (en) * 1997-09-04 2001-06-12 Canon Kabushiki Kaisha Electron beam projection exposure apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4755685A (en) * 1985-10-16 1988-07-05 Hitachi, Ltd. Ion micro beam apparatus
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
US6246065B1 (en) * 1997-09-04 2001-06-12 Canon Kabushiki Kaisha Electron beam projection exposure apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
EA200900192A1 (en) 2009-08-28
EE200900009A (en) 2009-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10434710B2 (en) Method and system for layer-wise generation of three-dimensional models from powdered material
US11731344B2 (en) Formation of three dimensional objects including magnetic material
JP6898036B2 (en) Additional manufacturing using mobile scanning area
US20160375492A1 (en) Application of magnetic fields in additive manufacturing
JP6788100B2 (en) A device equipped with multiple powder application devices for making 3D workpieces
US10427936B2 (en) Method of processing nano- and micro-pores
CN111497234A (en) Coater apparatus and method for additive manufacturing
TW201609431A (en) Additive manufacturing with laser and gas flow
CN109228304A (en) A kind of 3 D-printing device of electric field induction auxiliary electrojet
BR112015029239B1 (en) METHOD FOR FORMING A THREE-DIMENSIONAL ARTICLE
CN107052351A (en) For the method and apparatus for the nano particle for producing uniform-dimension
JP6619092B2 (en) 3D structure manufacturing apparatus and manufacturing method for cells
CN110167697A (en) Use the increasing material manufacturing of selectivity weight coating machine
JP2017211557A (en) Double-sided exposure equipment and positioning method of mask and work in double-sided exposure equipment
US8859999B2 (en) Movement-free bending method for one-dimensional or two-dimensional nanostructure using ion beam
Habib et al. Fabrication of complex shape electrodes by localized electrochemical deposition
EA015720B1 (en) Method and device for guiding of the ion flow
EP3061127A1 (en) Multi-magnet arrangement
CN103946416B (en) A kind of write-through vacuum vaporation system and method thereof
JP6802218B2 (en) Modeling material coating device
EA015719B1 (en) Method and device for guiding of the ion flow
CN110911159B (en) Coil forming device
CN209503275U (en) One kind is thrown the net equipment
Lai et al. Electrospray deposition for electronic thin films on 3D freeform surfaces: From mechanisms to applications
CN112969567A (en) Device for simultaneously 3D printing multiple objects

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 RU