Hva er ultrahøyt vakuum?

Ultra-høy vakuum refererer til trykk lavere enn 10 ^{−7 Pascal eller 100 nanopascals (en ti millioner av en Pascal). Til sammenligning er atmosfæretrykket 101,3 kPa (kilopascals), mer enn en milliard ganger større, trykket inne i en lyspære er omtrent 1 Pascal, og trykket i veggene i en termos er omtrent 0,1 Pascals. Selv det ytre rom i området rundt jorden er ikke et ultrahøyt vakuum, da det har et trykk på rundt 100 mikropascals, tusen ganger større enn i et ultrahøyt vakuum. I et ultrahøyt vakuum er den gjennomsnittlige frie banen for hvert gassmolekyl 40 km, så disse molekylene vil kollidere mange ganger med veggene i kammeret deres før de kolliderer med hverandre.}

Ultrahøyt vakuum brukes først og fremst for overflateanalytiske teknikker, for eksempel Auger-elektronspektroskopi, røntgenfotoelektronspektroskopi, sekundær ionemassespektrometri, termisk desorpsjonsspektroskopi, vinkeloppløselig fotoemisjon spektroskopi og tynn filmvekstteknikk vekstteknisk vekstteknikk.ng høy renhet, for eksempel molekylærstrålepitaksi og UHV kjemisk dampavsetning. Ultrahøyt vakuum brukes også i partikkelakseleratorer for å skape en tom strålebane.

Å lage et ultrahøyt vakuum krever ekstraordinære tiltak. Spesielle kammerdesign minimer overflatearealet, høyhastighetspumper, inkludert parallelle pumper, må brukes, høy ledningsrør brukes til pumper, groper med fanget gass (som i bolttråder) må elimineres, kammervegger må være avkjølt til kryogen-temperaturer for å unngå sublimasjon av gasser som er avkjølt i kryogen-temperaturer. Materialer som rustfritt stål må brukes, og systemet må bakes ved 250 ° C til 400 ° C (482 ° F til 752 ° F) for å fjerne hydrokarbon- eller vannspor. Outgassing - den langsomme inntrengingen av gassmolekyler gjennom bittesmå sprekker i kammeret - kan være et stort problem. Noe kammerS kan ikke være i stand til å produsere et ultrahøyt vakuum på grunn av måten de ble fremstilt på, og maskinvaren må kastes ut og erstattes. Av alle disse grunnene kan det være dyrt og vanskelig å oppnå ultrahøyt vakuum.

Selv om ultrahøyt vakuum kan virke ekstreme, er noen miljøer et enda bedre vakuum, inkludert overflaten på månen og interstellar rom. Noen romområder, for eksempel Boötes ugyldige, er så sjeldne at det bare er ett atom per kubikkmeter.