珂勒曦小课堂:溅射离子泵的原理
信息来源:珂勒曦 时间:2018-10-08 07:58:00 浏览次数:-
溅射离子泵也是一种清洁无油的真空泵,一般应用于超高真空领域中,如表面物理、原子能工程、宇宙物理等领域,因此在一般的工业应用中大多是见不到的,但这不妨碍我们去了解它,所以就与螺杆真空泵厂家珂勒曦一起来看看吧。
溅射离子泵很多时候也叫潘宁泵,螺杆真空泵厂家在《真空规管在真空测量中的两种抽气效应》也曾提及过:1958年人们在使用潘宁真空计时,发现真空计本身有一定的抽气作用,因而发明了溅射离子泵,所以溅射离子泵也被称为潘宁泵。目前大部分的溅射离子泵采用的仍是潘宁型结构。
溅射离子泵最基本的抽气机理,就是电离的气体分子比中性的气体分子更容易被捕获。和螺杆真空泵厂家一起来看看:
如上图我们将它分为几个连续的过程:
首先A表示,在低压下(10-2~10-6Pa),钛阴极与不锈钢阳极之间加上高压,会引起潘宁放电,也就是场致发射(参见《珂勒曦小课堂:电子发射的几种形式》),产生电子;
随后B表示,电子电磁场的作用下在阳极筒内作螺旋运动;
然后到C,电子与气体分子碰撞产生正离子和繁流二次电子,并引起雪崩效应;
D,气体正离子轰击钛阴极,溅散出钛原子落在阳极筒上,形成新鲜钛膜,进行吸气,也有的会落在阴极外围区,也就是图中的β区;
E,电离后的气体中,对于活性气体,大部分与新鲜钛膜反应形成化合物,化学吸附在阳极筒内壁,一部分注入阴极表层,另有一部分化学吸附在β区;而惰性气体电离后,离子会在轰击阴极的过程中被排除,少量直接打入阴极表面或β区如图中的a,部分斜射切入阴极表面,与钛一起被掀掉埋葬在β区,如图中的b,没打入阴极的,会从阴极会的一电子恢复为中性原子或分子,然后反射到阳极表面的钛膜中被埋掉。因此溅射离子泵虽然抽惰性气体较好,但由于在抽惰性气体过程中,无法注入阴极,只能靠阳极与阴极的沉积层来抽除,比起活性气体,抽速仍然会小一些。
另外,图中的F是溅射离子泵对氢气的抽除,由于其质量小,氢离子轰击钛阴极的溅射产额低,会与电子复合成H原子,扩散到钛的晶格内,形成TiH被除掉。
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