Hva er Ultra-High Vacuum?
Ultrahøyt vakuum refererer til trykk lavere enn 10 −7 pascal eller 100 nanopascals (en ti milliondel 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 til en termos er omtrent 0,1 pascal. Selv det ytre rom i området rundt Jorden er ikke et ultrahøyt vakuum, da det har et trykk på rundt 100 mikropascaler, tusen ganger større enn i et ultrahøyt vakuum. I et ultrahøyt vakuum er den gjennomsnittlige frie banen til hvert gassmolekyl 40 km, slik at disse molekylene vil kollidere mange ganger med veggene i kammeret før de kolliderer med hverandre.
Ultrahøyt vakuum brukes først og fremst for overflateanalytiske teknikker, for eksempel Auger-elektronspektroskopi, røntgenfotoelektronspektroskopi, sekundær ionemassespektrometri, termisk desorpsjonsspektroskopi, vinkelløst fotoemisjonsspektroskopi og tynnfilmvekstteknikker som krever høy renhet, så som molekylær stråleepitaksi og UHV kjemisk dampavsetning. Ultrahøyt vakuum brukes også i partikkelakseleratorer for å lage en tom bjelkebane.
Å lage et ultrahøyt vakuum krever ekstraordinære tiltak. Spesielle kammerutforminger minimerer overflatearealet, høyhastighetspumper, inkludert parallelle pumper, må brukes, rør med høy ledningsevne brukes til pumper, groper av fanget gass (som i bolttråder) må elimineres, kammervegger må avkjøles til kryogene temperaturer For å unngå sublimering av gasser fanget i nanoskopiske lommer, må alle metalldeler være elektropolert, lavutgasser, som rustfritt stål, må brukes, og systemet må bakes ved 250 ° C til 400 ° C (482 ° F til 752 °) F) for å fjerne spor etter hydrokarbon eller vann. Utgassing - den sakte inntrenging av gassmolekyler gjennom små sprekker i kammeret - kan være et stort problem. Noen kamre kan ikke være i stand til å produsere et ultrahøyt vakuum på grunn av måten de ble produsert på, og maskinvaren må kastes og skiftes ut. Av alle disse grunnene kan det være dyrt og vanskelig å oppnå ultrahøyt vakuum.
Selv om ultrahøyt vakuum kan virke ekstremt, er noen miljøer et enda bedre vakuum, inkludert overflaten på Månen og det interstellare rommet. Noen romområder, for eksempel tomrommet Boötes, er så sjeldne at det bare er ett atom per kubikkmeter.