Pompi komunement użati f'sistemi ta 'vakwu ultra-għoli

I. Pompi mekkaniċi
Il-funzjoni ewlenija tal-pompa mekkanika hija li tipprovdi l-vakwu meħtieġ qabel l-istadju għall-bidu tal-pompa turbomolekulari.Pompi mekkaniċi użati b'mod komuni jinkludu prinċipalment pompi niexfa vortiċi, pompi tad-dijaframma u pompi mekkaniċi ssiġillati biż-żejt.
Il-pompi tad-dijaframma għandhom veloċità baxxa tal-ippumpjar u ġeneralment jintużaw għal settijiet ta 'pompi molekulari żgħar minħabba d-daqs żgħir.
Il-pompa mekkanika ssiġillata biż-żejt hija l-pompa mekkanika l-aktar użata fil-passat, ikkaratterizzata minn veloċità tal-ippumpjar kbira u vakwu aħħari tajjeb, l-iżvantaġġ huwa l-eżistenza ġenerali tar-ritorn taż-żejt, f'sistemi ta 'vakwu ultra-għoli ġeneralment jeħtieġ li jkunu mgħammra b'valv tas-solenojd (għall-prevenzjoni ta 'nuqqas ta' enerġija aċċidentali kkawżata mir-ritorn taż-żejt) u għarbiel molekulari (effett ta 'assorbiment).
F'dawn l-aħħar snin, l-aktar użata hija l-pompa niexfa tal-iscroll. Il-vantaġġ huwa sempliċi biex jintuża u ma jerġax lura għaż-żejt, biss il-veloċità tal-ippumpjar u l-vakwu aħħari huwa kemmxejn agħar minn dak ta 'pompi mekkaniċi ssiġillati biż-żejt.
Il-pompi mekkaniċi huma sors ewlieni ta 'storbju u vibrazzjoni fil-laboratorju u huwa aħjar li tagħżel pompa ta' storbju baxx u tpoġġiha bejn it-tagħmir fejn possibbli, iżda ta 'l-aħħar ħafna drabi mhux faċli li tinkiseb minħabba restrizzjonijiet fuq id-distanza tax-xogħol.
II.Pompi turbomolekulari
Pompi turbomolekulari jiddependu fuq paletti li jduru b'veloċità għolja (ġeneralment madwar 1000 dawra kull minuta) biex jiksbu fluss direzzjonali tal-gass.Il-proporzjon tal-pressjoni tal-egżost tal-pompa mal-pressjoni tad-dħul jissejjaħ il-proporzjon tal-kompressjoni.Il-proporzjon tal-kompressjoni huwa relatat man-numru ta 'stadji tal-pompa, il-veloċità u t-tip ta' gass, il-piż molekulari ġenerali tal-kompressjoni tal-gass huwa relattivament għoli.Il-vakwu aħħari ta 'pompa turbomolekulari ġeneralment jitqies bħala 10-9-10-10 mbar, u f'dawn l-aħħar snin, bil-progress kontinwu tat-teknoloġija tal-pompa molekulari, il-vakwu aħħari ġie mtejjeb aktar.
Peress li l-vantaġġi ta 'pompa turbomolekulari huma realizzati biss fi stat ta' fluss molekulari (stat ta 'fluss li fih il-firxa ħielsa medja tal-molekuli tal-gass hija ħafna akbar mid-daqs massimu tas-sezzjoni trasversali tal-kanal), pompa tal-vakwu ta' qabel l-istadju bi pressjoni operattiva ta '1 sa 10-2 Pa hija meħtieġa.Minħabba l-veloċità ta 'rotazzjoni għolja tal-pali, il-pompa molekulari tista' tiġi mħassra jew meqruda minn oġġetti barranin, jitter, impatt, reżonanza jew xokk tal-gass.Għal dawk li jibdew, l-aktar kawża komuni ta 'ħsara hija xokk tal-gass ikkawżat minn żbalji operattivi.Ħsara lil pompa molekulari tista 'wkoll tkun ikkawżata minn reżonanza attivata minn pompa mekkanika.Din il-kundizzjoni hija relattivament rari iżda teħtieġ attenzjoni speċjali minħabba li hija aktar insidjuża u mhux faċilment skoperta.

III.Pompa tal-jone sputtering
Il-prinċipju tax-xogħol tal-pompa tal-jone sputtering huwa li tuża l-joni ġġenerati mill-iskariku ta 'Penning biex jibbumbardjaw il-pjanċa tat-titanju tal-katodu biex jiffurmaw film tat-titanju frisk, u b'hekk jassorbi l-gassijiet attivi u jkollu ċertu effett ta' dfin fuq il-gassijiet inerti kif ukoll .Il-vantaġġi tal-pompi tal-jone sputtering huma vakwu aħħari tajjeb, l-ebda vibrazzjoni, l-ebda ħoss, l-ebda tniġġis, proċess matur u stabbli, l-ebda manutenzjoni u bl-istess veloċità tal-ippumpjar (ħlief għal gassijiet inerti), l-ispiża tagħhom hija ħafna inqas minn pompi molekulari, li jagħmilhom użati ħafna f'sistemi ta 'vakwu ultra-għoli.Normalment iċ-ċiklu tat-tħaddim normali tal-pompi tal-joni sputtering huwa aktar minn 10 snin.
Il-pompi tal-jone ġeneralment jeħtieġ li jkunu 'l fuq minn 10-7 mbar biex jaħdmu sew (xogħol f'vakwu agħar inaqqas b'mod sinifikanti l-ħajja tagħhom) u għalhekk jeħtieġu sett ta' pompa molekulari biex jipprovdi vakwu tajjeb qabel l-istadju.Hija prattika komuni li tuża pompa tal-jone + TSP fil-kamra prinċipali u sett ta 'pompa molekulari żgħira fil-kamra tad-dħul.Meta ħami, iftaħ il-valv ta 'inserzjoni konness u ħalli s-sett żgħir tal-pompa molekulari jipprovdi l-vakwu ta' quddiem.
Għandu jiġi nnutat li l-pompi tal-jone huma inqas kapaċi li jassorbu gassijiet inerti u l-veloċità massima tal-ippumpjar tagħhom tvarja kemmxejn minn dik tal-pompi molekulari, sabiex għal volumi kbar ta 'outgassing jew ammonti kbar ta' gassijiet inerti, sett ta 'pompa molekulari huwa meħtieġ.Barra minn hekk, il-pompa tal-jone tiġġenera kamp elettromanjetiku waqt it-tħaddim, li jista 'jinterferixxi ma' sistemi partikolarment sensittivi.
IV.Pompi tas-sublimazzjoni tat-titanju
Il-pompi tas-sublimazzjoni tat-titanju jaħdmu billi jiddependu fuq l-evaporazzjoni tat-titanju metalliku biex jiffurmaw film tat-titanju fuq il-ħitan tal-kamra għall-kimiassorbiment.Il-vantaġġi tal-pompi tas-sublimazzjoni tat-titanju huma kostruzzjoni sempliċi, prezz baxx, manutenzjoni faċli, l-ebda radjazzjoni u l-ebda ħoss ta 'vibrazzjoni.
Il-pompi tas-sublimazzjoni tat-titanju ġeneralment jikkonsistu fi 3 filamenti tat-titanju (biex jipprevjenu l-ħruq) u jintużaw flimkien ma 'pompi molekulari jew joniċi biex jipprovdu tneħħija eċċellenti tal-idroġenu.Huma l-aktar pompi tal-vakwu importanti fil-medda 10-9-10-11 mbar u huma mwaħħla fil-biċċa l-kbira tal-kmamar tal-vakwu ultra-għoli fejn huma meħtieġa livelli għoljin ta 'vakwu.
L-iżvantaġġ tal-pompi tas-sublimazzjoni tat-titanju huwa l-ħtieġa għal sputtering regolari tat-titanju, il-vakwu jiddeterjora b'madwar 1-2 ordnijiet ta 'kobor matul sputtering (fi żmien ftit minuti), għalhekk ċerti kmamar bi bżonnijiet speċifiċi jeħtieġu l-użu ta' NEG.ukoll, għal kampjuni/apparati sensittivi għat-titanju, għandha tingħata attenzjoni biex tiġi evitata l-post tal-pompa tas-sublimazzjoni tat-titanju.
V. Pompi krijoġeniċi
Il-pompi krijoġeniċi jiddependu prinċipalment fuq assorbiment fiżiku ta 'temperatura baxxa biex jiksbu vakwu, bil-vantaġġi ta' veloċità għolja tal-ippumpjar, l-ebda tniġġis u vakwu aħħari għoli.Il-fatturi ewlenin li jaffettwaw il-veloċità tal-ippumpjar tal-pompi krijoġeniċi huma t-temperatura u l-erja tal-wiċċ tal-pompa.F'sistemi epitassiċi ta 'raġġ molekulari kbir, pompi krijoġeniċi jintużaw ħafna minħabba r-rekwiżiti tal-vakwu aħħari għoljin.
L-iżvantaġġi tal-pompi krijoġeniċi huma l-konsum għoli ta 'nitroġenu likwidu u spejjeż operattivi għoljin.Is-sistemi b'chillers li jiċċirkolaw mill-ġdid jistgħu jintużaw mingħajr ma jikkunsmaw nitroġenu likwidu, iżda dan iġib miegħu l-problemi korrispondenti ta 'konsum ta' enerġija, vibrazzjoni u storbju.Għal din ir-raġuni, pompi krijoġeniċi huma inqas komunement użati f'tagħmir tal-laboratorju konvenzjonali.
VI.Pompi tal-aspiraturi (NEG)
Il-pompa tal-aġent tal-ġbid hija waħda mill-pompi tal-vakwu l-aktar użati f'dawn l-aħħar snin, il-vantaġġ tagħha huwa l-użu sħiħ tal-adsorbiment kimiku, l-ebda kisi tal-fwar u tniġġis elettromanjetiku, spiss użat flimkien ma 'pompi molekulari biex jieħdu post pompi tas-sublimazzjoni tat-titanju u jone sputtering pompi, l-iżvantaġġ huwa l-ispiża għolja u n-numru limitat ta 'riġenerazzjonijiet, normalment użati f'sistemi b'rekwiżiti għoljin għall-istabbiltà tal-vakwu jew sensittivi ħafna għal kampi elettromanjetiċi.
Barra minn hekk, peress li l-pompa tal-aspiratur ma teħtieġ l-ebda konnessjoni addizzjonali tal-provvista tal-enerġija lil hinn mill-attivazzjoni inizjali, ħafna drabi tintuża wkoll f'sistemi kbar bħala pompa awżiljarja biex tiżdied il-veloċità tal-ippumpjar u ttejjeb il-livell tal-vakwu, li jista 'effettivament jissimplifika s-sistema.

Figura: Pressjonijiet tax-xogħol għal tipi differenti ta 'pompi.Il-vleġeġ kannella juru l-medda massima permissibbli tal-pressjoni operattiva u l-partijiet ħodor b'tipa grassa juru l-firxa tal-pressjoni tax-xogħol komuni.