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入速度選擇器，然后從M點進入磁分析器（截面為內(nèi)外半徑分別為R1和R2的四分之一圓環(huán)），從N點射出，M、N分別為磁分析器ab邊界和cd邊界的中點，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L2的水平面晶圓上（O為坐標(biāo)原點）。已知各器件的電場強度均為E，磁感應(yīng)強度均為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，有sinθ≈tanθ≈θ，cosθ≈1-12θ2。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，離子在穿出偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)整個過程中電勢能的變化量；
（3）偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)僅加磁場時，離子注入晶圓的位置坐標(biāo)（x,y）（用R1、R2及L表示）。
L
2
sinθ
≈
tanθ
≈
θ
，
cosθ
≈
1
-
1
2
θ
2
【考點】帶電粒子由磁場進入電場中的運動．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：41引用：2難度：0.3
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1．如圖所示，在y軸的右方有一磁感應(yīng)強度大小為B的方向垂直紙面向外的勻強磁場，在x軸的下方有一方向平行x軸向左的勻強電場。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子由靜止經(jīng)過加速電壓為U的電場加速，并從y軸上的A點垂直y軸進入第一象限，而后從x軸上的P處以與x軸正方向夾角為60°的方向進入第四象限，最后到達y軸上的Q點（圖中未畫出）。已知電場的電場強度大小，不考慮粒子受到的重力，則（ ）E=BqU6m發(fā)布：2024/12/20 7:0:1組卷：102引用：1難度：0.3 -
2．如圖所示，平行邊界M、N間有垂直邊界向右的勻強電場，勻強電場的電場強度為E=103V/m,平行邊界N、P間有垂直紙面向外的勻強磁場，相鄰邊界間距均為L=0.2m,一個質(zhì)量為m=10-11kg、電荷量為q=10-7C的帶正電的粒子從電場中緊靠邊界M的O點，以垂直電場方向向上、大小為v0=2×103m/s的初速度射入電場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，粒子進入磁場，粒子剛好不從磁場的邊界P射出磁場。不計粒子的重力，求：
（1）粒子從O開始第一次運動到邊界N時速度的大??；
（2）勻強磁場磁感應(yīng)強度的大小；
（3）粒子第一次在磁場中運動的時間。發(fā)布：2024/12/20 2:30:1組卷：176引用：4難度：0.5 -
3．如圖所示，在y＞0的空間中存在沿y軸負方向的勻強電場，在y＜0的空間中存在方向垂直xOy平面（紙面）向外的勻強磁場，一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子，比荷C/kg,自y軸上的P1點以速率v0=10m/s沿x軸正方向射入電場；然后經(jīng)過x軸上的P2點進入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，經(jīng)過坐標(biāo)原點O返回第一象限。已知OP1=d=1m,OP2=2qm=13×10-2m,不計粒子重力。求：3d=23
（1）電場強度E的大??；
（2）磁感應(yīng)強度B的大??；
（3）粒子從點P1到第一次經(jīng)過坐標(biāo)原點O所用的時間t。發(fā)布：2024/12/15 17:30:1組卷：458引用：1難度：0.6
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