Hvad er ultrahøj vakuum?
Ultrahøj vakuum henviser til tryk lavere end 10 −7 pascal eller 100 nanopascals (en ti milliondel af en pascal). Til sammenligning er atmosfæretrykket 101,3 kPa (kilopascals), mere end en milliard gange større, trykket inde i en lyspære er ca. 1 pascal, og trykket i en termos vægge er ca. 0,1 pascal. Selv det ydre rum i området omkring Jorden er ikke et ultrahøjt vakuum, da det har et tryk på ca. 100 mikropascaler, tusind gange større end i et ultrahøjt vakuum. I et ultrahøjt vakuum er den gennemsnitlige frie bane for hvert gasmolekyle 40 km, så disse molekyler kolliderer mange gange med væggene i deres kammer, inden de kolliderer med hinanden.
Ultrahøjvakuum bruges primært til overfladeanalytiske teknikker, såsom Auger-elektronspektroskopi, røntgenfotoelektronspektroskopi, sekundær ionmassespektrometri, termisk desorptionsspektroskopi, vinkelløst fotoemissionsspektroskopi og tyndfilmvækstteknikker, der kræver høj renhed, såsom molekylær stråleepitaksie og UHV kemisk dampaflejring. Ultrahøj vakuum bruges også i partikelacceleratorer til at skabe en tom strålesti.
At skabe et ultrahøjt vakuum kræver ekstraordinære foranstaltninger. Specielle kammerkonstruktioner minimerer overfladearealet, højhastighedspumper, inklusive parallelle pumper, skal bruges, rør med høj ledningsevne bruges til pumper, gruber med fanget gas (som i bolttråde) skal fjernes, kammervægge skal afkøles til kryogene temperaturer For at undgå sublimering af gasser, der er fanget i nanoskopiske lommer, skal alle metaldele være elektropoleret, materialer med lav udgasser såsom rustfrit stål skal anvendes, og systemet skal bages ved 250 ° C til 400 ° C (482 ° F til 752 ° F) for at fjerne kulbrinte- eller vandspor. Udgasning - langsom indtrængen af gasmolekyler gennem små revner i kammeret - kan være et stort problem. Nogle kamre kan være ude af stand til at producere et ultrahøjt vakuum på grund af den måde, de blev fremstillet på, og hardware skal smides ud og udskiftes. Af alle disse grunde kan det være dyrt og vanskeligt at opnå ultrahøj vakuum.
Selvom ultrahøjt vakuum kan virke ekstremt, er nogle miljøer et endnu bedre vakuum, inklusive månens overflade og det interstellare rum. Nogle områder i rummet, såsom Boötes-tomrummet, er så sjældne, at der kun er et atom pr. Kubikmeter.