Hvad er ultrahøj vakuum?
Ultrahøj vakuum henviser til tryk, der er lavere end 10 −7 Pascal eller 100 nanopascaler (en ti millioner af en pascal). Til sammenligning er atmosfærisk tryk 101,3 kPa (kilopascals), mere end en milliard gange større, trykket inde i en pære er ca. 1 pascal, og trykket i væggene i en termos er ca. 0,1 pascals. Selv det ydre rum i området omkring Jorden er ikke et ultrahøjt vakuum, da det har et tryk på omkring 100 mikropascaler, tusind gange større end i et ultrahøjt vakuum. I et ultrahøjt vakuum er den gennemsnitlige frie sti for hvert gasmolekyle 40 km, så disse molekyler vil kollidere mange gange med væggene i deres kammer, før de kolliderer med hinanden.
Ultrahøj vakuum bruges primært til overfladeanalytiske teknikker, såsom Auger Electron Spectroscopy, røntgenfotoelektronspektroskopi, sekundær ionmassespektrometri, termiske desorptionsspektroskopi, vinkelopløsning af fotoemissionsspektroskopi og tynde filmvækstteknikkrav KravNG høj renhed, såsom molekylærbjælkepitaxy og UHV -kemisk dampaflejring. Ultrahøj vakuum bruges også i partikelacceleratorer til at skabe en tom bjælkesti.
Oprettelse af et ultrahøjt vakuum kræver ekstraordinære foranstaltninger. Specielle kammerdesign minimerer overfladearealet, højhastighedspumper, inklusive parallelle pumper, skal bruges, høj ledningsrør bruges til pumper, gruber af fanget gas (som i bolttråde) skal fjernes, kammervægge skal afkøles til kryogene temperaturer for at undgå sublimering af gas, der er fanget i nanoscopiske pockets, alle metaldele skal være elektriske, lavt, lavt-udgifter. da rustfrit stål skal anvendes, og systemet skal bages ved 250 ° C til 400 ° C (482 ° F til 752 ° F) for at fjerne carbonhydrid- eller vandspor. Outgasing - den langsomme indtrængen af gasmolekyler gennem små revner i kammeret - kan være et stort problem. Noget kammerS kan være ude af stand til at fremstille et ultrahøjt vakuum på grund af den måde, de blev fremstillet af, og hardware skal kastes ud og udskiftes. Af alle disse grunde kan det være dyrt og vanskeligt at opnå ultrahøj vakuum.
Selvom ultrahøj vakuum kan virke ekstreme, er nogle miljøer et endnu bedre vakuum, inklusive overfladen af månen og det interstellære rum. Nogle områder af rummet, såsom Boötes, er så sjældne, at der kun er et atom pr. Kubikmeter.