Lorentz-3EM을 국내에 공급하면서 Electric Field, Magnetic Field를 함께 운용하는 경우가 최근 많이 요구되고 있습니다.

이 두가지 장을 함께 적용하는 Particle Trajectory의 아주 좋은 사례로 ion implanter의 모형을 소개하고자 합니다.

우선 ion implantation에 대한 전반적인 이해를 위하여 아래 링크를 참조하시면 합니다.

https://en.wikipedia.org/wiki/Ion_implantation 

여기서 모형도를 참조하고 이를 Lorentz-3EM으로 구성해 보았습니다.

그림1 : Ion Implanter의 개념도(출처:wikepedia)

1차로 Electric 모드에서 Ion source의 이온(입자, 빔)을 방출(가속)합니다. 

공간전하 모드를 반영하여 이온(빔)의 가속 조건을 선택적으로 계산 할 수 있도록 합니다.

 그림2 : Electric 모드에서 공간전하 계산

2차로 Magnetic 모드에서 코일에 전류를 인가하여 자계를 형성 합니다. 

이온(빔)은 자기장 구간을 지나면서 특정 궤적을 형성 하게 됩니다.   

그림3: Magnetic 모드에서 코일전류 인가를 통한 자기장 계산 
 

3차로 Trajectory 모드에서 가속된 이온(빔)이 전기장 구간을 통과 하면서 특정 궤적이 모의됩니다.

그림4: Trajectory 모드에서 이온(빔)이 전기장, 자기장을 통과 하면서 특정 궤적을 형성함을 계산

기본적인 구성이 완료된 이후 Trajectory 모드에서 그림4와 같이 계산되는 것을 확인 하고 영구자석을 이용하여 이온(빔) 궤적이 변화됨을 확인 할 수 있습니다.

그림5: 영구자석을 이용한 이온(빔) 궤적 변화 모의 예

영구자석의 위치가 변함에 따라 이온(빔) 궤적이 변화됨을 계산 할 수 있습니다.

아래 그림6,7,8에서 영구자석의 위치를 주목하고 위치에 따라 이온(빔)들이 어떠한 형태의 궤적을 형성하는지 확인해 볼 수 있습니다.

그림 7: 영구자석 A 위치에서의 이온(빔)궤적

그림 7: 영구자석 B 위치에서의 이온(빔)궤적

그림 8: 영구자석 C 위치에서의 이온(빔)궤적

감사합니다.