Qu'est-ce que le vide ultra-élevé?
Le vide ultra-élevé fait référence à des pressions inférieures à 10 −7 Pascal ou 100 nanopascals (un dix millionème de Pascal). En comparaison, la pression atmosphérique est de 101,3 kPa (kilopascals), plus d'un milliard de fois plus, la pression à l'intérieur d'une ampoule est d'environ 1 Pascal et la pression dans les parois d'un thermos est d'environ 0,1 pascale. Même l'espace extérieur dans la zone autour de la Terre n'est pas un vide ultra-élevé, car il a une pression d'environ 100 micropascals, mille fois supérieure à celle d'un vide ultra-élevé. Dans un vide ultra-élevé, le libre parcours moyen de chaque molécule de gaz est de 40 km, de sorte que ces molécules entrent en collision plusieurs fois avec les parois de leur chambre avant de se heurter les uns aux autres.
Le vide ultra-élevé est principalement utilisé pour les techniques d'analyse de surface, telles que la spectroscopie d'électrons AUGER, la spectroscopie photoélectronique à rayons X, la spectrométrie de masse ionique secondaire, la spectroscopie de la séorption thermique, la spectroscopie de photoémission résolue et les techniques de croissance des couches mincesng de la haute pureté, comme l'épitaxie du faisceau moléculaire et le dépôt de vapeur chimique UHV. Le vide ultra-élevé est également utilisé dans les accélérateurs de particules pour créer un chemin de faisceau vide.
La création d'un vide ultra-élevé nécessite des mesures extraordinaires. Special chamber designs minimize surface area, high-speed pumps, including parallel pumps, must be used, high conductance tubing is used for pumps, pits of trapped gas (as in bolt threads) must be eliminated, chamber walls must be cooled to cryogenic temperatures to avoid sublimation of gases trapped in nanoscopic pockets, all metal parts must be electropolished, low-outgassing materials such as stainless steel must be used, and the Le système doit être cuit à 250 ° C à 400 ° C (482 ° F à 752 ° F) pour éliminer les traces d'hydrocarbures ou d'eau. Le dépassement - la lente intrusion des molécules de gaz à travers de minuscules fissures dans la chambre - peut être un problème majeur. Une chambreS peut être incapable de produire un vide ultra-élevé en raison de la façon dont ils ont été fabriqués, et le matériel doit être jeté et remplacé. Pour toutes ces raisons, la réalisation du vide ultra-élevé peut être coûteuse et difficile.
Bien que le vide ultra-élevé puisse sembler extrême, certains environnements sont un vide encore meilleur, y compris la surface de la lune et l'espace interstellaire. Certaines régions de l'espace, comme les Boötes vides, sont si raréfiées qu'il n'y a qu'un seul atome par mètre cube.