Pam yang biasa digunakan dalam sistem vakum ultra-tinggi

I. Pam mekanikal
Fungsi utama pam mekanikal adalah untuk menyediakan vakum pra-peringkat yang diperlukan untuk permulaan pam turbomolekul.Pam mekanikal yang biasa digunakan termasuk terutamanya pam kering vorteks, pam diafragma dan pam mekanikal tertutup minyak.
Pam diafragma mempunyai kelajuan pengepaman yang rendah dan biasanya digunakan untuk set pam molekul kecil kerana saiznya yang kecil.
Pam mekanikal yang dimeterai minyak adalah pam mekanikal yang paling banyak digunakan pada masa lalu, dicirikan oleh kelajuan mengepam yang besar dan vakum muktamad yang baik, kelemahannya ialah kewujudan umum pulangan minyak, dalam sistem vakum ultra-tinggi umumnya perlu dilengkapi dengan injap solenoid (untuk mengelakkan kegagalan kuasa yang tidak disengajakan disebabkan oleh pemulangan minyak) dan penapis molekul (kesan penjerapan).
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, yang lebih banyak digunakan ialah pam kering skrol. Kelebihannya adalah mudah untuk digunakan dan tidak kembali kepada minyak, cuma kelajuan mengepam dan vakum muktamad sedikit lebih buruk daripada pam mekanikal yang dimeterai minyak.
Pam mekanikal adalah sumber utama bunyi dan getaran di makmal dan adalah lebih baik untuk memilih pam hingar rendah dan meletakkannya di antara peralatan jika boleh, tetapi yang terakhir selalunya tidak mudah dicapai kerana sekatan jarak kerja.
II.Pam turbomolekul
Pam molekul turbo bergantung pada ram berputar berkelajuan tinggi (biasanya sekitar 1000 pusingan seminit) untuk mencapai aliran gas berarah.Nisbah tekanan ekzos pam kepada tekanan masuk dipanggil nisbah mampatan.Nisbah mampatan adalah berkaitan dengan bilangan peringkat pam, kelajuan dan jenis gas, berat molekul am mampatan gas adalah agak tinggi.Vakum muktamad pam turbomolekul umumnya dianggap sebagai 10-9-10-10 mbar, dan dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan kemajuan berterusan teknologi pam molekul, vakum muktamad telah dipertingkatkan lagi.
Oleh kerana kelebihan pam turbomolekul hanya direalisasikan dalam keadaan aliran molekul (keadaan aliran di mana julat bebas purata molekul gas adalah lebih besar daripada saiz maksimum keratan rentas saluran), pam vakum pra-peringkat dengan tekanan operasi 1 hingga 10-2 Pa diperlukan.Disebabkan oleh kelajuan putaran tinggi ram, pam molekul boleh rosak atau dimusnahkan oleh objek asing, jitter, hentaman, resonans atau kejutan gas.Bagi pemula, punca kerosakan yang paling biasa adalah kejutan gas yang disebabkan oleh kesilapan operasi.Kerosakan pada pam molekul juga boleh disebabkan oleh resonans yang dicetuskan oleh pam mekanikal.Keadaan ini agak jarang berlaku tetapi memerlukan perhatian khusus kerana ia lebih berbahaya dan tidak mudah dikesan.

III.Pam ion memercik
Prinsip kerja pam ion sputtering adalah menggunakan ion yang dihasilkan oleh pelepasan Penning untuk mengebom plat titanium katod untuk membentuk filem titanium segar, dengan itu menyerap gas aktif dan mempunyai kesan pengebumian tertentu pada gas lengai juga .Kelebihan pam ion sputtering adalah vakum muktamad yang baik, tiada getaran, tiada bunyi bising, tiada pencemaran, proses yang matang dan stabil, tiada penyelenggaraan dan pada kelajuan pengepaman yang sama (kecuali gas lengai), kosnya jauh lebih rendah daripada pam molekul, yang menjadikannya sangat meluas digunakan dalam sistem vakum ultra-tinggi.Biasanya kitaran operasi biasa pam ion sputtering adalah lebih daripada 10 tahun.
Pam ion secara amnya perlu melebihi 10-7 mbar untuk berfungsi dengan baik (berfungsi pada vakum yang lebih teruk dengan ketara mengurangkan hayatnya) dan oleh itu memerlukan set pam molekul untuk menyediakan vakum pra-peringkat yang baik.Amalan biasa menggunakan pam ion + TSP dalam ruang utama dan set pam molekul kecil dalam ruang masuk.Semasa membakar, buka injap sisipan yang disambungkan dan biarkan set pam molekul kecil menyediakan vakum hadapan.
Perlu diingatkan bahawa pam ion kurang berkeupayaan untuk menjerap gas lengai dan kelajuan pengepaman maksimumnya agak berbeza daripada pam molekul, jadi untuk volum keluar gas yang besar atau sejumlah besar gas lengai, set pam molekul diperlukan.Di samping itu, pam ion menjana medan elektromagnet semasa operasi, yang mungkin mengganggu sistem yang sangat sensitif.
IV.Pam sublimasi titanium
Pam sublimasi titanium berfungsi dengan bergantung pada penyejatan titanium logam untuk membentuk filem titanium pada dinding ruang untuk kemisorpsian.Kelebihan pam sublimasi titanium adalah pembinaan mudah, kos rendah, penyelenggaraan mudah, tiada sinaran dan tiada bunyi getaran.
Pam sublimasi titanium biasanya terdiri daripada 3 filamen titanium (untuk mengelakkan pembakaran) dan digunakan dalam kombinasi dengan pam molekul atau ion untuk menyediakan penyingkiran hidrogen yang sangat baik.Ia adalah pam vakum yang paling penting dalam julat 10-9-10-11 mbar dan dipasang di kebanyakan ruang vakum ultra-tinggi di mana tahap vakum yang tinggi diperlukan.
Kelemahan pam sublimasi titanium adalah keperluan untuk sputtering biasa titanium, vakum merosot kira-kira 1-2 pesanan magnitud semasa sputtering (dalam beberapa minit), oleh itu ruang tertentu dengan keperluan khusus memerlukan penggunaan NEG.juga, untuk sampel/peranti sensitif titanium, penjagaan perlu diambil untuk mengelakkan lokasi pam sublimasi titanium.
V. Pam kriogenik
Pam kriogenik terutamanya bergantung pada penjerapan fizikal suhu rendah untuk mendapatkan vakum, dengan kelebihan kelajuan pengepaman yang tinggi, tiada pencemaran dan vakum muktamad yang tinggi.Faktor utama yang mempengaruhi kelajuan mengepam pam kriogenik ialah suhu dan luas permukaan pam.Dalam sistem epitaksi rasuk molekul besar, pam kriogenik digunakan secara meluas kerana keperluan vakum muktamad yang tinggi.
Kelemahan pam kriogenik ialah penggunaan nitrogen cecair yang tinggi dan kos operasi yang tinggi.Sistem dengan penyejuk peredaran semula boleh digunakan tanpa menggunakan nitrogen cecair, tetapi ini membawa bersamanya masalah penggunaan tenaga, getaran dan bunyi yang sepadan.Atas sebab ini, pam kriogenik kurang digunakan dalam peralatan makmal konvensional.
VI.Pam penyedut (NEG)
Pam ejen sedutan adalah salah satu pam vakum yang lebih banyak digunakan dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kelebihannya ialah penggunaan lengkap penjerapan kimia, tiada penyaduran wap dan pencemaran elektromagnet, sering digunakan bersama dengan pam molekul untuk menggantikan pam sublimasi titanium dan ion sputtering. pam, kelemahannya ialah kos yang tinggi dan bilangan penjanaan semula yang terhad, biasanya digunakan dalam sistem dengan keperluan yang tinggi untuk kestabilan vakum atau sangat sensitif terhadap medan elektromagnet.
Di samping itu, kerana pam penyedut tidak memerlukan sambungan bekalan kuasa tambahan melebihi pengaktifan awal, ia juga sering digunakan dalam sistem besar sebagai pam tambahan untuk meningkatkan kelajuan mengepam dan meningkatkan tahap vakum, yang boleh memudahkan sistem dengan berkesan.

Rajah ：Tekanan kerja untuk pelbagai jenis pam.Anak panah coklat menunjukkan julat tekanan operasi maksimum yang dibenarkan dan bahagian hijau tebal menunjukkan julat tekanan kerja biasa.