Iontové vývěvy Iontové vývěvy se studenou katodou Diodové výbojové vývěvy Princip Penningův manometr - paralelní řazení, roštová anoda, katody z Ti, Ta životnost katody ~ 50000 hodin - 5.7 let nepřetržitého provozu • napětí 2-10 kV • magnetické pole 0.01 - 0.2 T Praktikum z vakuové fyziky 1 / 18 O ion ® atom (molekula) plynu ° elektron # ahm XJ. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981 ■00,0 Praktikum z vakuové fyziky No , Cathode Fig. 14.6 Schematic diagram showing sputter deposition and pumping mechanisms in a Penning cell: ■ Chemically active gases buried as neutral particles; ► chemically active gases ionized before burial; □ inert gases buried as neutral particles; A inert gases ionized before burial. Reprinted with permission from Proc. 4th Int. Vac. Congr. (1968), p. 325, D. Andrew. Copyright 1969, The Institute of Physics. 2F.OHanlon: A Users Gaude to Vacuum Technology, Wiley (2003) Praktikum z vakuové fyziky ■0 0,0 lfj,p(%) 100 50 x ti6 JO'5 JO'* JO'3 tf2 JO'1 10° p (Po) J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981 Praktikum z vakuové fyziky ■0 0.0 4J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1983p Praktikum z vakuové fyziky 5/18 co 4 2 0 O* 10° 10"" P (Torr) 10 5A. Roth: Vacuum technology, Elsevier, 1990 Čerpací rychlost jedné Penningovské cely empirické vzorce - Hartwing a Kouptsidis: nízké mag. pole LMF mód,B < Btr: sLMF = 1.56 • icr5p°-2/r2e2 [Is-1] vysoké mag. pole HMF mód, B > Btr: Shmf = 9. lO-*/*^ - kde e^ = 7-637^oo5 tGauss] r,l - [cm], P - [torr] Praktikum z vakuové fyziky Čerpací mechanizmus • chem. aktivní plyny (C>2,N2,...) - chemicky reagují s Ti - nitridy, oxidy • ionty lehkých plynů (He, H2,...) po dopadu na povrch katody difundují do objemu • těžší ionty (Ar, Xe,...) jsou na povrchu katody překrývány novou vrstvou Ti • složitější molekuly (CH4,...) se rozkládají ve výboji na jednodušší fragmenty a atomy • maximum čerpací rychlosti je ~ 10~4 Pa, klesá asi na polovinu při tlaku ~ 1CT8 Pa Praktikum z vakuové fyziky 8/18 Argonová nestabilita 6A. Roth: Vacuum technology, Elsevier, 1990 Praktikum z vakuové fyziky 9/18 7J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1983p Praktikum z vakuové fyziky 10 / 18 J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981 Triodové výbojové vývěvy c) [i vsiup Lr o -A I 1 1 I I I I 1 s s s s hl s i i i i i » i r 0 I M t/\\ 5h TT s v n hl B i s s Ä. i i /i i i i i o-1 9 9J. Groszkowski: Technika vysokého vakua, SNTL, Praha 1981 Collector ggazz ] Cathode n~T » Collector "i Anode ^Collector ODODODOODODODOCathods Anode Hi 3^Bwf nooaoooonoooocHiiä^ (b) (c) innnnnnnnnnnnm Cathode Anode =JTa Cathode t Hi iwjuuuuuuwjuuuv- (d) Hi Anode Ti Cathode t. r ^—ii- 1 ii 'U Cathode Anode (e) (f) Fig. 14.7 Pump designs for inert gas pumping: (a) The triode pump of Brubaker (39]; (b) triode pump of Hamilton [40]; (c) triode Varian Noble Ion Pump [41]; (d) slotted cathode diode of Jepsen et al. [42]; (e) differential ion pump of Tom and Jones [43]; (f) magnetron pump of Andrew et al. [46]. Reprinted with permission from Proc. 4th Intl. Vac. Congr. (1968), p. 325, D. Andrew. Copyright 1969, The Institute of Physics. Tab. 4.19. Relativní čerpací rychlost (vzhledem k čerpací rychlosti pro vzduch) diodových a triodových titanových vývěv (orientační údaje) Plyn Deute- | i Páry H2] C-H, (ľ a) ! num oleju Diodová vvvěv a 2.1 Triodová vvvě\ a 2,0 1.9 H20 1,5 1-1,6 i 1 CO, Vzduch N2Í02 0,9 0,6 Ne He Ar o,i2io,i (aoi 0,15i 0,1 -OJI 0,l-