Kas yra itin aukštas vakuumas?

Itin aukštas vakuumas reiškia žemesnį nei 10–7 paskalių arba 100 nanopaskalių (viena dešimtoji milijonoji paskalių dalis) slėgį. Palyginimui, atmosferos slėgis yra 101.3 kPa (kilopaskalių), daugiau nei milijardą kartų didesnis, slėgis elektros lemputės viduje – apie 1 paskalis, o termoso sienelėse – apie 0.1 paskalio. Netgi kosminė erdvė aplink Žemę nėra itin didelis vakuumas, nes jos slėgis yra apie 100 mikropaskalių, tūkstantį kartų didesnis nei itin aukštame vakuume. Itin aukštame vakuume kiekvienos dujų molekulės vidutinis laisvas kelias yra 40 km, todėl šios molekulės daug kartų susidurs su savo kameros sienelėmis prieš susidurdamos viena su kita.

Itin didelis vakuumas pirmiausia naudojamas paviršiaus analizės technikoms, tokioms kaip Augerio elektronų spektroskopija, rentgeno fotoelektronų spektroskopija, antrinė jonų masės spektrometrija, terminės desorbcijos spektroskopija, kampinės skiriamosios gebos fotoemisijos spektroskopija ir plonos plėvelės auginimo metodai, kuriems reikalingas didelis grynumas, pvz., molekulinė. pluoštinė epitaksija ir UHV cheminis nusodinimas garais. Itin didelis vakuumas taip pat naudojamas dalelių greitintuvuose, kad būtų sukurtas tuščias spindulio kelias.

Norint sukurti itin aukštą vakuumą, reikia imtis ypatingų priemonių. Specialios kameros konstrukcijos sumažina paviršiaus plotą, turi būti naudojami greitaeigiai siurbliai, įskaitant lygiagrečius siurblius, siurbliams naudojami didelio laidumo vamzdžiai, turi būti pašalintos įstrigusių dujų duobės (kaip ir varžtų sriegiuose), kameros sienos turi būti atvėsintos iki kriogeninės temperatūros. Siekiant išvengti nanoskopinėse kišenėse įstrigusių dujų sublimacijos, visos metalinės dalys turi būti elektropoliruotos, turi būti naudojamos mažai dujų išskiriančios medžiagos, pvz., nerūdijantis plienas, o sistema turi būti kepama 250–400 °C (482–752 °C) temperatūroje. F) pašalinti angliavandenilio ar vandens pėdsakus. Dujų pašalinimas – lėtas dujų molekulių įsiskverbimas per mažus įtrūkimus kameroje – gali būti didelė problema. Kai kurios kameros gali nesugebėti sukurti itin didelio vakuumo dėl jų gamybos būdo, todėl reikia išmesti ir pakeisti techninę įrangą. Dėl visų šių priežasčių pasiekti itin didelį vakuumą gali būti brangu ir sunku.

Nors itin didelis vakuumas gali atrodyti ekstremalus, kai kurios aplinkos yra dar geresnis vakuumas, įskaitant Mėnulio paviršių ir tarpžvaigždinę erdvę. Kai kurie kosmoso regionai, pavyzdžiui, Bootes tuštuma, yra taip reti, kad kubiniame metre yra tik vienas atomas.