Tecniche per il vuoto e film sottili

VUOTO

Cos'è il vuoto?

• Idealmente uno spazio che non contiene niente
• In realtà si parla di pressione inferiore a quella atmosferica
• In pratica per noi il numero di molecole per unità di volume minori rispetto a quello dell'atmosfera

Definizione:

• Una regione di spazio, con parzialmente vuoto nel quale la pressione è _Pa rispetto alla pressione atmosferica

Cos'è il vuoto?

• Pressione più bassa misurata sulla superficie terrestre

Come si misura il vuoto?

Un gas in un contenitore esercita una forza sulle pareti del contenitore

P = _F/_A

W/m² = Pa (Sistema Internazionale)

Se la pressione è bassa si parla di densità di particelle & dimensioni delle particelle

Convenzionalmente:

• 1 mbar = 100 Pa = 1 hPa
• 1 Torr = 1,33 hPa

Un Pascal è la pressione esercitata da una forza di 1 N perpendicolarmente ad una parete da 1 m²

Range di Vuoto

• Rough
• Medium
• High (HV)
• Very High (VHV)
• Ultra High (UHV)
• Extreme Ultra High (XHV)

Range Pressioni

• 33-30 per 10³
• 10^-2-1
• 10^-3 al 10^-6
• 10^-40 al 10^-9-30^-15 ed 10^-12

Operazioni:

• Trasporto
• Essiccatore a vuoto
• Risonatore di microonde
• Microscopi elettronici
• Acceleratori di particelle, simulazioni spaziali
• Simulatore tennischi spaziali

Maggiore è il vuoto e minore è il contaminamento

Pressione < 10^-6 minimizza completamente l'ossigeno che potrebbe ossidare

P < 10^-12 non si ha particelle non accelerano contra qualscedrater

Il vuoto esiste in natura; atmosfera fluvare (10^-6 Pal); spazio interstellare (w 5 x10⁵ molecole/m) spazio intergalattico (1 molecola/m³)

perché è vuoto!

1. S riducono le collisioni tra gli atomi aumenta il cammino libero medio

cammino libero medio

λ ∝ 1/P

λ = kT / √2σ²P

2. Riduzione delle contaminazioni (es. abito all'atmosfera) più la pressione è bassa, minore è la contaminazione del solido → più un vuoto è alto e più la deposizione è di atomi di impurità → vuoti inferiori. durezza alta: meglio film multistrato

3. Diminuire la temperatura di evaporazione
4. Temperatura = = resistenza termica (le spalfature diminuiscono calore perché c'è il vuoto)

Applicazioni del vuoto:

• extradure (e mantenere) il cammino libero medio delle molecole
• ottenere e mantenere queste le superfici
• i microscopi elettronici
• circolazione e LD → tutti gli acceleratori di particelle lavorano nel vuoto per evitare le interazioni delle particelle con le gas

Cautia accelerative → se densità risonante

per elettroni si lavora a qualche Kelvin per avere proprietà superconduttive

• i pannolini solari

POMPE PRIMARIE - I pompe a partire da pressioni atmosferiche

Sistema da vuoto:

• manuale di pressione
• Camera da vuoto
• pompa da vuoto
• tubi di collegamento

Criteri per la scelta del corretto gruppo di pompaggio:

• rivelare al vuoto che si vuole raggiungere
• tempo per arrivare al livello di vuoto → pendenza e velocità di pompaggio
• tipo di gas evacuato
• pressione parziale dei gas che determinano la pressione limite
• richieste speciali (polvere, acido)

pompa da vuoto → intrappolamento, trasformamento di gas tramite asportamenti sovrapressione del gas

Compressione

Gas asportato→ per numero cicl. compressione

trasferimento dell'energia cinetica in quantità di moto ai gas

pompa primaria → Risultazione lineare gas viscosa → portano da P atm

pompa secondaria → funzione legione molecolare → portano a P di rato

pompa in regime misto

- Generalmente displacement pump (sovrappressione)

• applicata la pressione nella camera → trasportata in una camera in cui:
  • se fa visionare compressione perdimisi come le valvole

→ vincere la pressione atmosferica e visione espansi gas

• Sono indipendenti dal tipo di gas → dipendono del fatto che le gas non essere condensate o non
• pompi speciali frazioni di m³ fino a qualche migliaia di m³/h

• F limite di pressione di 10^-9 m bar

• può essere usata da sola o come una pompa primaria per sistemi che devono ordinare da pressioni
• alcune sono però buono alole, ma restano anche quelle a secco
• essere un back stream

Vacuumetri a misura indiretta di conduttività termica

Disegno: Evaporazione dello strato di metallo (sistema a pompa con connessioni) - 10^-5 mbar

Riscaldamento dei vari componenti

Calore ceduto all'esterno

WT = WR + WC = WC + WK

1 (p _h)_T dipende dal tipo di gas

T = √T ( ^α _m)_[1/2] non può essere trattato in funzione dei gas

Fenomeni di rotazione e collegamento

Pressioni: Le fasi unite dalla spacc. del ponte di Wheatstone

Quinta dimensione del calore di gas ad alta tensione

Temperatura costante di irradiazione è ampiezza alla sfera

Contruente i metodi più correnti (conducibilità cal. e p _h)

L'imp. range elevato è molto alto

Possono essere usati come insieme di controllo tra pompa primaria e secondaria

Può essere irradiazione di resistenza e temperatura estrema

In moustration si tercega 10^-2-10^-5 mbar

Pirometri isolati e termocopia di contatti

L'elipse aumenta la temperatura ottimale range di misure 10^-2-1 Torr

Ionizzatore → misura indiretta

^{In gassione della acceler. delle vibraz. generatrici}

Calibrazione usata solo sugli anodi invece dei vari complessivi

Canal catcrete gauge → Permitting 10^-5-10^-2 mbar dei gas residui

Eletron emission dal filamento è campo elettrico

Campo magnetico di autoresonatore e cammino degli elettroni

Aumentare delle probabilità di ionizzazione

Range di preconsellecca (filamenti avviati nel plasma alle pressioni forti)

Dipende dal tipo di gas ma pressocché può rendila non ma si né depasso

Un riscald. isolato con il cath. che emette elettroni

Pirometro con maschera di corrente eellettrica e camp. magnetico

Relazione tra osservazione ionica e resinoica

T = K P^α L = C₁ m₂ T₁

Non può irradialbire eccezionalmente il raccondetto perche l'inschierebbe di fondere dei problemi dei protoni

Peak detector

• e.g. pensato sulla superficie esterna
• se ci sono peak:
• è la centro nella camera e viene rilevato dal detector
• si parte dall'alta perché è più spesso
• se fa un salto giù vuol dire bisogna andare in basso
• detector o quadrupole
• dopo camera:
• solo camera da vuoto
• riga di H₂
• identifica dimensioni che determina la posizione
• Peak detector messo dopo la turbomolecolare
• (non pompa elio e elimina gas)
• C’è anche la modalità in periferia
• He iniettato dopo la turbomolecolare
• la main pump elide e questo risale verso la camera da vuoto
• Qpeak pacchetto x step due
• Pelms velocità di pompaggio

Misura del tempo di risposta:

• chiusura fuga calibrata
• riflessione fuga
• apertura fuga calibrata
• valore costante valore fuga calibrata leak e taratura
• riduzione del 63%

Una misura corretta deve durare alcune volte il tempo di risposta.

• peak detector + sniffer → pressione nella camera e con lo sniffer detect le fughe
• anche in atmosfera
• a meno precisa e alte pressioni: possono rompere il sistema da vuoto
• preparato per al massimo 1 bar