Was ist ultrahoher Vakuum?

Ultra-hohes Vakuum bezieht sich auf Drücke von weniger als 10 –7 Pascal oder 100 Nanopascals (eine zehn Millionster Pascal). Im Vergleich dazu beträgt der atmosphärische Druck 101,3 kPa (Kilopascals), mehr als eine Milliardenfache, der Druck in einer Glühbirne etwa 1 Pascal und der Druck in den Wänden einer Thermoskala beträgt etwa 0,1 Pascals. Sogar der Weltraum in der Gegend um die Erde ist kein ultrahoher Vakuum, da er einen Druck von etwa 100 Mikropaszialen hat, tausendmal höher als in einem ultrahohen Vakuum. In einem extrem hohen Vakuum beträgt der mittlere freie Weg jedes Gasmoleküls 40 km, so

Ultra-hohes Vakuum wird hauptsächlich für Oberflächenanalysetechniken wie Auger-Elektronenspektroskopie, Röntgen-Photoelektronenspektroskopie, sekundäre Ionenmassenspektrometrie, thermische Desorptionsspektroskopie, Winkelauflösung Photoemissionspektroskopie und Dünnfilmwachstumstechniken verwendetNG hohe Reinheit wie Molekularstrahl -Epitaxie und uHV -chemische Dampfablagerung. Ultrahohe Vakuum wird auch in Partikelbeschleunigern verwendet, um einen leeren Strahlpfad zu erzeugen.

Erstellen eines ultrahohen Vakuums erfordert außergewöhnliche Maßnahmen. Spezielle Kammerdesigns minimieren Oberflächen, Hochgeschwindigkeitspumpen, einschließlich paralleler Pumpen, müssen verwendet werden, hoher Leitfähigkeitsschlauch wird für Pumpen verwendet, Gruben aus eingeschlossenem Gas (wie in Bolzenwäschen) eliminiert werden. Kammerwände müssen abkühlt werden, um zu kryogenen Temperaturen zu vermeiden, um zu vermeiden, dass die Muss mit metallischen Teilen mit Sublimation von Stößen getrocknet sind. Das System muss bei 250 ° C bis 400 ° C (482 ° F bis 752 ° F) gebacken werden, um Kohlenwasserstoff- oder Wasserspuren zu entfernen. Outgassing - das langsame Eindringen von Gasmolekülen durch winzige Risse in der Kammer kann ein großes Problem sein. Eine KammerS kann aufgrund ihrer Herstellung nicht in der Lage sein, ein extrem hohes Vakuum zu erzeugen, und die Hardware muss rausgeworfen und ersetzt werden. Aus all diesen Gründen kann das Erreichen von ultrahoher Vakuum teuer und schwierig sein.

Obwohl das ultrahohe Vakuum extrem erscheinen mag, sind einige Umgebungen ein noch besseres Vakuum, einschließlich der Oberfläche des Mondes und des interstellaren Raums. Einige Raumregionen, wie die Boöts -Leere, sind so verdünnt, dass es nur ein Atom pro Kubikmeter gibt.