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離子注入是芯片制造中一道重要工序，如圖是其工作示意圖，離子源發(fā)出質(zhì)量為m的離子沿水平方向進(jìn)入速度選擇器，然后從M點(diǎn)進(jìn)入磁分析器（截面為內(nèi)外半徑分別為R₁和R₂的四分之一圓環(huán)），從N點(diǎn)射出，M、N分別為磁分析器ab邊界和cd邊界的中點(diǎn)，接著從棱長為L的正方體偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)上表面中心沿NO豎直注入，偏轉(zhuǎn)后落在與偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)底面平行的距離為
L
2
的水平面晶圓上（O為坐標(biāo)原點(diǎn)）。已知各器件的電場強(qiáng)度均為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的電場、磁場方向與晶圓面x軸正方向同向。不計(jì)離子重力，打在晶圓上的離子，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的角度都很小。當(dāng)θ很小時(shí)，有
sinθ
≈
tanθ
≈
θ
，
cosθ
≈
1
-
1
2
θ
2
。求：
（1）離子通過速度選擇器后的速度大小v及磁分析器選擇出來離子的電荷量；
（2）偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)僅加電場時(shí)，離子在穿出偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)整個(gè)過程中電勢能的變化量；
（3）偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)僅加磁場時(shí)，離子注入晶圓的位置坐標(biāo)（x,y）（用R₁、R₂及L表示）。

【考點(diǎn)】帶電粒子由磁場進(jìn)入電場中的運(yùn)動(dòng)．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：41引用：2難度：0.3

相似題

1．在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系中，第二象限內(nèi)存在水平向左的勻強(qiáng)電場，在x軸上有兩個(gè)粒子源A、B，沿y軸正向以相同速度同時(shí)發(fā)射質(zhì)量相同、電荷量相同的帶負(fù)電的粒子，粒子源A、B的坐標(biāo)分別為x_A=-9L、x_B=-4L。通過電場后A、B兩處發(fā)射的粒子分別從y軸上的C、D兩點(diǎn)（圖中未畫出）進(jìn)入第一象限。不計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用。
（1）設(shè)C、D兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為（0，y_C）、（0，y_D），求y_C、y_D的比值；
（2）若第一象限內(nèi)未加任何場，兩處粒子將在第一象限內(nèi)某點(diǎn)相遇，求相遇點(diǎn)的橫坐標(biāo)；
（3）若第一象限內(nèi)y＞y_C區(qū)域，加上垂直于坐標(biāo)平面方向向里的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），兩處粒子最終將從磁場飛出，求兩處粒子飛出位置間的距離。
發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：25引用：3難度：0.4
解析
2．如圖，在xOy坐標(biāo)系中的第一象限內(nèi)存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，第二象限內(nèi)存在方向垂直紙面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度B=
3
m
v
0
2
e
L
的勻強(qiáng)磁場，磁場范圍可調(diào)節(jié)（圖中未畫出）。一粒子源固定在x軸上M（L，0）點(diǎn)，沿y軸正方向釋放出速度大小均為v₀的電子，電子經(jīng)電場后從y軸上的N點(diǎn)進(jìn)入第二象限。已知電子的質(zhì)量為m,電荷量的絕對值為e,ON的距離
2
3
3
L
，不考慮電子的重力和電子間的相互作用，求：
（1）第一象限內(nèi)所加電場的電場強(qiáng)度；
（2）若磁場充滿第二象限，電子將從x軸上某點(diǎn)離開第二象限，求該點(diǎn)的坐標(biāo)；
（3）若磁場是一個(gè)圓形有界磁場，要使電子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后通過x軸時(shí)，與y軸負(fù)方向的夾角為30°，求圓形磁場區(qū)域的最小面積。
發(fā)布：2024/12/29 23:30:1組卷：233引用：5難度：0.3
解析
3．在“質(zhì)子療法”中，質(zhì)子先被加速到具有較高的能量，然后被引向轟擊腫瘤，殺死細(xì)胞。如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子從極板A處由靜止加速，通過極板A₁中間的小孔后進(jìn)入速度選擇器，并沿直線運(yùn)動(dòng)。速度選擇器中的勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.01T，極板CC₁間的電場強(qiáng)度大小為E=1×10⁵N/C。坐標(biāo)系xOy中yOP區(qū)域充滿沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場Ⅰ，xOP區(qū)域充滿垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場Ⅱ，OP與x軸夾角a=30°。勻強(qiáng)磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B₁，且1T≤B₁≤1.5T。質(zhì)子從（0，d）點(diǎn)進(jìn)入電場Ⅰ，并垂直O(jiān)P進(jìn)入磁場Ⅱ。取質(zhì)子比荷為
q
m
=
1
×
1
0
8
C
/
kg
，d=0.5m。求：
（l）極板AA₁間的加速電壓U；
（2）勻強(qiáng)電場Ⅰ的電場強(qiáng)度E₁；
（3）質(zhì)子能到達(dá)x軸上的區(qū)間的長度L（結(jié)果用根號表示）。
發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：103引用：3難度：0.6
解析

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