ואקום אולטרה-גבוה

ואקום אולטרה גבוה (UHV) הוא משטר הוואקום המאופיין בלחצים הנמוכים ממאה ננו-פסקל. תנאי UHV נוצרים על ידי שאיבת הגז מתא ה-UHV. בלחצים נמוכים אלה המהלך החופשי הממוצע של מולקולת גז גדול מכ־40 ק"מ, כך שמולקולות הגז יתנגשו בדפנות התא פעמים רבות לפני שיתנגשו זו בזו. כמעט כל האינטראקציות המולקולריות מתרחשות על משטחים שונים בתא.

תנאי ה- UHV הם חלק בלתי נפרד ממחקר מדעי. ניסויי מדע פני שטח דורשים לעיתים קרובות משטח נקי ללא ספיחות. כלים לניתוח שטח כגון XPS דורשים תנאי UHV להעברת קרני אלקטרונים.

שימושים אופייניים

ואקום גבוה במיוחד נחוץ לטכניקות אנליטיות רבות כגון:

• XPS
• ספקטרוסקופיית אלקטרוני אוז'ה (AES)
• ספקטרומטריית מסת יונים משנית (SIMS)
• ספקטרוסקופיית ספיגה תרמית (TPD)
• טכניקות גידול והכנת שכבות דקות, כגון אפיטקסיה של קרן מולקולרית (MBE), CVD, וגידול שכבות אטומיות (ALD).

UHV נחוץ ליישומים אלה כדי להפחית את זיהום פני השטח, על ידי צמצום מספר המולקולות המגיעות לדגימה בפרק זמן נתון.

UHV נדרש גם עבור:

• מאיצי חלקיקים במאגר הגדול של הדרון (LHC) יש שלוש מערכות ואקום מסוג UH. הלחץ הנמוך ביותר נמצא בצינורות בהן קרן הפרוטונים עוברת. הלחץ המרבי המותר הוא 1×10⁻⁶ pascal (1.0×10⁻⁸ millibar).
• מצפה גלי כבידה כמו LIGO, VIRGO, GEO 600 ו-TAMA 300.
• ניסויים בפיזיקה אטומית המשתמשים באטומים קרים, כגון לכידת יונים או יצירת עיבוי בוס – איינשטיין.

ועל אף שאינו הכרחי, יכול להוכיח מועיל ביישומים כגון:

• אפיטקסיה של קרן מולקולרית, נידוף באמצעות קרן אלקטרונים, ניתוז, וטכניקות ציפוי אחרות.
• מיקרוסקופ כוח אטומי.
• מיקרוסקופ מינהור סורק. ואקום גבוה מפחית חמצון וזיהום, ולכן מאפשר הדמיה והשגת רזולוציה אטומית על משטחים נקיים ומוליכים למחצה.
• ליטוגרפית קרן אלקטרונים.

ראו גם

• ריק