Mae'r erthygl hon yn mynd â chi i ddeall nifer o bympiau gwactod a ddefnyddir ym meysydd gwactod tra-uchel a gwactod uchel iawn
Pan fydd y pwysedd yn fwy na 10-5Pa, mae'n mynd i mewn i faes cymwysiadau gwactod tra-uchel. Ar y pwynt hwn, mae swyddogaeth bwmpio'r rhan fwyaf o bympiau gwactod wedi dod i ben neu mae'r cyflymder pwmpio yn isel iawn. Beth yw'r pympiau gwactod a ddefnyddir i gyflawni gwactod tra-uchel ar hyn o bryd? Gadewch i ni edrych yn fyr gyda'n gilydd.
Prif swyddogaeth pwmp mecanyddol yw darparu'r gwactod cyn y cam angenrheidiol ar gyfer cychwyn pwmp turbomoleciwlaidd. Mae'r pympiau mecanyddol a ddefnyddir yn gyffredin yn bennaf yn cynnwyspympiau sych vortex, pympiau diaffram, apympiau mecanyddol wedi'u selio ag olew.
Mae gan bympiau diaffram gyflymder pwmpio is ond cyfaint llai, ac fe'u defnyddir yn gyffredinol ar gyfer grwpiau pwmp moleciwlaidd bach.
Pwmp mecanyddol wedi'i selio ag olew yw'r pwmp mecanyddol a ddefnyddir amlaf yn y gorffennol, a nodweddir gan gyflymder pwmpio uchel a gwactod eithaf da. Yr anfantais yw bod sefyllfa gyffredin o ddychwelyd olew. Mewn systemau gwactod tra-uchel, yn gyffredinol mae angen falfiau electromagnetig (a ddefnyddir i atal toriadau pŵer damweiniol rhag achosi dychweliad olew) a rhidyllau moleciwlaidd (swyddogaeth arsugniad).
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, defnyddiwyd pympiau sych fortecs yn eang, sydd â'r fantais o fod yn gymharol syml i'w defnyddio ac nad ydynt yn dychwelyd olew. Fodd bynnag, mae eu cyflymder pwmpio a'u gwactod yn y pen draw ychydig yn israddol i bympiau mecanyddol wedi'u selio ag olew.
Mae pympiau mecanyddol yn ffynhonnell bwysig o sŵn a dirgryniad labordy. Mae dewis pympiau sŵn isel a'u gosod mewn ystafelloedd offer gymaint â phosibl yn ddull gwell, ond oherwydd cyfyngiadau pellter gweithio, nid yw'n hawdd cyflawni'r olaf fel arfer.
Mae pympiau turbomoleciwlaidd yn dibynnu ar lafnau cylchdroi cyflym (fel arfer tua 1000 o chwyldroadau y funud) i gyflawni llif nwy cyfeiriadol, a gelwir cymhareb pwysedd gwacáu'r pwmp i'r pwysedd cymeriant yn gymhareb cywasgu. Mae'r gymhareb cywasgu yn gysylltiedig â nifer y camau, cyflymder, a math o nwy yn y pwmp. Yn gyffredinol, mae gan nwyon â phwysau moleciwlaidd mwy gymarebau cywasgu uwch. Y gymhareb cywasgu ar gyfer nitrogen yw 108-109; Mae hydrogen yn amrywio o 102 i 104. Yn gyffredinol, ystyrir bod gwactod eithaf pwmp turbomoleciwlaidd rhwng 10-9-10-10mbar. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, gyda datblygiad parhaus technoleg pwmp moleciwlaidd, mae'r gwactod eithaf wedi'i wella ymhellach.
Oherwydd y ffaith mai dim ond yn y cyflwr llif moleciwlaidd y gellir adlewyrchu manteision pympiau turbomoleciwlaidd (y cyflwr llif lle mae llwybr rhydd cyfartalog moleciwlau nwy yn llawer mwy na maint mwyaf yr adran dwythell), mae'n ofynnol ei gyfarparu. gyda phwmp gwactod pen blaen gyda phwysedd gweithio o 1 i 10-2Pa. Oherwydd cylchdroi cyflym y llafnau, gall difrod neu ddinistrio'r pwmp moleciwlaidd ddigwydd os byddwch chi'n dod ar draws gwrthrychau tramor, ysgwyd, trawiad, cyseiniant neu sioc nwy. Ar gyfer dechreuwyr, yr achos mwyaf cyffredin o anaf yw sioc nwy a achosir gan wallau gweithredol. Gall cyseiniant a achosir gan bympiau mecanyddol hefyd arwain at ddifrod i bympiau moleciwlaidd. Er bod y sefyllfa hon yn gymharol brin, mae'n anodd ei ganfod oherwydd ei guddio ac mae angen sylw arbennig.
Mae manteision pwmp ïon sputtering yn gwactod eithaf da, dim dirgryniad, dim sŵn, dim llygredd, proses aeddfed a sefydlog, dim angen cynnal a chadw. Ar yr un cyflymder pwmpio (ac eithrio nwy anadweithiol), mae ei gost yn llawer is na phwmp moleciwlaidd, felly fe'i defnyddir yn eang mewn systemau gwactod uwch-uchel. Mae cylch gweithredu arferol pwmp ïon sputtering fel arfer dros 10 mlynedd.
Yn gyffredinol, mae angen pwysedd o 10-7mbar neu uwch ar bympiau ïon i weithio'n iawn (gall gweithio dan amodau gwactod gwaeth leihau eu hoes yn sylweddol), felly mae angen cydosod pwmp moleciwlaidd i roi gwell gwactod cyn y cam iddynt. Yr arfer cyffredin yw defnyddio pwmp ïon + TSP yn y brif siambr, a chyfarparu grŵp pwmp moleciwlaidd bach yn y siambr chwistrellu. Yn ystod pobi, agorwch y falf plwg cysylltiedig, a bydd y grŵp pwmp moleciwlaidd bach yn darparu gwactod y cam blaen. Ar ôl cwblhau pobi, caewch y falf plwg, a defnyddiwch y pwmp ïon ar y cyd â TSP i gyflawni gwactod uwch-uchel
Dylid nodi bod gan bympiau ïon allu arsugniad gwael ar gyfer nwyon anadweithiol, ac mae gwahaniaeth penodol hefyd yn y cyflymder pwmpio uchaf o'i gymharu â phympiau moleciwlaidd. Felly, ar gyfer sefyllfaoedd gyda rhyddhau nwy mawr neu lawer iawn o nwyon anadweithiol, mae angen setiau pwmp moleciwlaidd. Yn ogystal, mae'r pwmp ïon yn cynhyrchu meysydd electromagnetig yn ystod gweithrediad, a all achosi ymyrraeth i systemau arbennig o sensitif.
Mae egwyddor weithredol pwmp sychdarthiad titaniwm yn dibynnu ar anweddiad titaniwm metelaidd i ffurfio ffilm titaniwm ar wal y siambr ar gyfer arsugniad cemegol. Manteision pwmp sychdarthiad titaniwm yw strwythur syml, cost isel, cynnal a chadw hawdd, dim ymbelydredd, a dim sŵn dirgryniad.
Mae'r pwmp sychdarthiad titaniwm fel arfer yn cynnwys tri ffilament titaniwm (i atal llosgi allan), y gellir eu defnyddio mewn cyfuniad â phwmp moleciwlaidd neu bwmp ïon i gyflawni effaith tynnu hydrogen da. Dyma'r pwmp gwactod pwysicaf yn yr ystod 10-9-11-11mbar ac mae wedi'i gyfarparu yn y mwyafrif o siambrau gwactod tra-uchel sydd angen gradd gwactod uchel.
Anfantais pwmp sychdarthiad titaniwm yw ei fod yn gofyn am sputtering titaniwm yn rheolaidd, ac yn ystod y cyfnod sputtering (o fewn ychydig funudau), bydd y gwactod yn gostwng tua 1-2 gorchmynion maint. Felly, mae rhai siambrau â gofynion penodol yn gofyn am ddefnyddio NEG. Yn ogystal, ar gyfer samplau / dyfeisiau sy'n sensitif i ditaniwm, dylid talu sylw i osgoi lleoliad y pwmp sychdarthiad titaniwm.
Pwmp tymheredd isel
Mae pympiau tymheredd isel yn dibynnu'n bennaf ar arsugniad corfforol tymheredd isel i gael gwactod, gyda manteision cyflymder pwmpio uchel, dim llygredd, a gwactod eithaf uchel. Y prif ffactorau sy'n effeithio ar gyflymder pwmpio pwmp cryogenig yw tymheredd ac arwynebedd y pwmp. Mewn systemau epitaxy trawst moleciwlaidd ar raddfa fawr, oherwydd y gofyniad uchel am wactod eithafol, defnyddir pympiau cryogenig yn eang.
Anfantais pympiau cryogenig yw eu bod yn bwyta llawer iawn o nitrogen hylifol ac mae ganddynt gostau gweithredu uchel. Efallai na fydd system gydag uned rheweiddio sy'n cylchredeg yn defnyddio nitrogen hylifol, ond gall ddod â materion cyfatebol megis defnydd ynni, dirgryniad a sŵn. Felly, mae pympiau cryogenig yn cael eu defnyddio'n llai cyffredin mewn offer labordy confensiynol
Mae pwmp amsugnol yn fath o bwmp gwactod a ddefnyddiwyd yn helaeth yn y blynyddoedd diwethaf. Ei fantais yw ei fod yn mabwysiadu arsugniad cemegol yn llwyr, nid yw'n cynhyrchu anweddiad a llygredd electromagnetig, ac fe'i defnyddir yn aml ar y cyd â phympiau moleciwlaidd i ddisodli pympiau sychdarthiad titaniwm a phympiau ïon sputtering. Yr anfantais yw bod ganddo gost uwch ac amseroedd adfywio cyfyngedig. Fe'i defnyddir yn gyffredin mewn systemau sydd angen sefydlogrwydd gwactod uchel neu sy'n sensitif iawn i feysydd electromagnetig.
Yn ogystal, oherwydd y ffaith nad oes angen cyflenwad pŵer ychwanegol ar y pwmp sugno ar wahân i actifadu cychwynnol, fe'i defnyddir yn aml fel pwmp ategol i gynyddu cyflymder pwmpio a gradd gwactod mewn systemau mawr, a all symleiddio'r system yn effeithiol.
