改善外延生长气氛和外延材料性能的一种抽气方法

分子束外延材料的质量强烈地依赖于分子束外延生长时环境气氛(主要是碳氧气氛).尽量地减少碳.氧对外延膜的污染,提高外延生长时的真空度对高质量外延膜的生长十分重要.针对国产分子束外延Ⅲ型设备在材料外延生长时与国外同类设备相比真空度不好,碳、氧污染比较严重的问题,利用低温泵对有害气体(水蒸汽、CO_2、CO)具有巨大的抽速、较高的极限真空、安装、维护简便等优点,在国内首次将低温泵和离子泵的组台抽气运用于分子束外延材料生长实验.实验结果表明:低温泵与离子泵组合抽气提高了生长时的真空度,降低了 H_2O、CO_2,CO 等气体的分压.外延材料碳、氧污染明显降低.外延材料的性能得到改善.众多实验结果表明:在国产设备上利用低温泵与离子泵组合抽气进行分子束外延材料生长的尝试是有效的、成功的.同时,为新一代分子束外延设备的真空系统设计及工艺改进进行了有益的探讨.     

JF-2型交叉分子束实验装置主机设计

这台装置由三大部分组成:真空系统、束源和检测仪器。气束源室、准直室、炉室、反应室和质谱室采用差级抽气。除质谱室用了一台离子泵外,各室均用油扩散泵抽气。束源之一是超音速喷射气束,另一个是加热电炉,其最高加热温度为1600℃,可产生各种金属原子束。当两束工作时,反应室的压强可维持在10~(-6)托左右。设计中考虑到了下列检测手段:①用于检测产物质量数、束强度和速度分布的四极滤质器;②用于化学发光反应产物分析的分光光谱仪;③用于产生激光诱导荧光的可调谐染料激光器;④用于观测反应产物化学发光角分布的照相机或 OMA(光学多通道分析器)。因此,这台装置可以用于下列实验研究。(a)化学发光反应产物的态分布;(b)用激光诱导荧光技术检测“暗”反应产物的态分布;(c)反应物的初始能态对反应的影响;(d)激光光解离。     

径流分子泵在多弧离子镀膜设备的最新应用

通过对新开发问世的径流分子泵进行介绍,其独特抽气特性,为多弧离子镀的工艺优化提供了理论依据。传统多弧离子镀的抽气工艺和镀膜工艺,是在扩散泵和涡轮分子泵抽气能力的制约下总结出来的。径流泵机组的问世,为多弧离子镀膜提供了更加宽广的镀膜工艺选择空间。这样就有必要对抽气工艺和镀膜工艺进行重组和优化,进一步提升多弧离子镀膜设备的性能和经济效益。     

激光-分子束-表面散射装置的研制

介绍了自行设计和加工的激光-分子束-表面散射装置，并对超高真空转动密封结构作了详细描述。差分泵浦的超音速分子束对准样品中心，射入超高真空主室。样品架安放在主室中央，四极质谱检测器可绕样品转动，用来测量表面散射分子的平动能及角分布。三个石英窗口作为激光窗口，可用LIF或MPI方法来测量表面散射分子的内能态分布，也可用于研究表面光化学。最后给出了分子束发散角及室温时CH2I2在Ag（110）表面用308um激光光解碎片碘的TOF谱的测量结果。     

微型溅射离子泵放电模拟与抽气特性研究

为了解溅射离子泵抽气过程中内部放电与抽速的关系,考虑了N2分子的激发、电离及粒子之间的弹性碰撞等过程,利用COMSOL软件对微型溅射离子泵内部气体放电进行了数值模拟研究.得到了电子密度、温度、粒子轨迹、入射角度及入射能量的分布变化,并分析了这些因素对抽速的影响.在搭建的实验平台上对微型溅射离子泵进行了抽速测量,得到了不...     

三级差分抽气分子束质谱装置的设计和研究

研制了具有三级涡轮分子泵差分抽气系统的分子束质谱装置 ,该装置在 1330 0Pa典型气体采样压力下 ,三级差分抽气区的压力分别达到 5× 10 - 1,3× 10 - 3,1 2× 10 - 4Pa。利用该装置 ,已成功地实现了对活性离子物种N 和N 2 的“原位”检测     

激光—分子束—表面散射装置的研制

介绍自自设计和加工的激光－分子分子束－表面散射装置，并对超高真空转动密封结构作了详细描述。差发泵浦的超音速分子束对准样品中心，射入超高真空主室，样品架安放在主室中央，四极质谱检测器可绕样品转动，用来测量表面散射分子的平动能及角分布。三个石英窗口作为激光窗口。可用ＬＩＦ或ＭＰＩ方法来测量表面散射分子的内能态分布，也可用于研究表面光化学。最后给出了分子束发射角及室时ＣＨ２Ｉ２在Ａｇ（１１０）表面用３０     

一种计算二极型溅射离子泵特性的新方法

本文通过各种实验结果相结合的理论考虑得出了计算溅射离子泵特性的一般方法,这种方法成功地应用于高能加速器中分配溅射离子泵的最佳设计。计算抽速和测量抽速的偏差小于30%。 绪言 尽管几乎所有的真空领域中广泛地使用溅射离子泵,但是,我们有关不同泵的参数对于抽速的影响的知识,经验的多于理论。这大概是由于溅射离子泵复杂的抽气机理,这种抽气机理,依赖于潘宁室的不同放电模型,高能离子轰击阴极的溅射率,以及气体分子和二个电极表面之间发生的物理化学现象。 除了阴极材料外,影响溅射离子泵抽速的主要参数是:磁场强度,施加电压和阳极室…     

一种(105～10-8)Pa真空计校准装置的设计

针对(105～10-8)Pa复合型真空计的一次性校准需求,设计出相应的校准装置.装置主要由校准室、真空测量模块、抽气与供气模块、标准气体流量计、烘烤模块等部分组成.设计的校准室为球形容器,通过串联分子泵组和离子泵抽气,在校准室中获得10-9 Pa量级的极限真空度.真空计的校准通过静态比较法、动态比较法及标准流量法实现,...     

基于蒙特卡洛法溅射离子泵泵腔结构研究

采用蒙特卡洛方法对溅射离子泵腔抽气通道内的气体流动规律进行数值模拟。建立了不同溅射离子泵结构的几何模型, 计算了气体分子在不同泵腔结构中进出比例, 分析了腔结构对反流量的影响, 得到了抽气组件在不同泵腔结构中的抽气效率, 探讨各种类型腔结构的抽气特点;最后计算了舱体高度对抽气性能的影响。结果表明:在相同条件下, I型泵腔结构抽气性能最好, T型泵腔结构次之, 双侧型泵腔结构抽气性能最差。     

一种用于粒子加速器的新型高流导离子泵

离子泵(IGP)是一种特别适用于现代加速器设备的真空获得设备。它们具有长寿命、高可靠性、高清洁度、密闭抽气等特点,并且因为没有振动,不会干扰粒子束的运行轨迹。通常,离子泵通过一个与主管道形成T形的支管与主管道连接,这种连接方式降低了离子泵有效的抽速,并且需要使用复杂且昂贵的射频(RF)屏蔽。而且,加速粒子通常对杂散磁场比较敏感,由离子泵磁体产生的非对称磁场(对加速器束线管而言)是这些杂散磁场的主要来源。安捷伦与DESY (德国电子同步加速器Deutsche ElektronenSynchrotron)合作开发了一种新型的高流导离子泵。350台使用这种创新设计(专利号:EP2 431996A1)的离子泵,被安装在了DESY的X-FEL系统上,离子泵在历史上第一次成为了束线管的组成部分。该泵不使用T型支管而是直接安装在束线管上并成为束线管道的一部分,这使得离子泵的有效抽速最大化并简化了安装;离子泵的磁铁对称的排列在束线管周围,减少了杂散磁场;同时,RF屏蔽也可以很容易被集成在泵内。该在线结构的离子泵有望成为类似应用的标准,为全球相关实验室真空系统开辟新的设计方向。     

一台大型、清洁的超高真空空间环模试验设备

本文简要介绍一台七十米长的清洁超高真空空间环模试验设备的设计。设备的检测腔φ1.2米×L5.6米,光路管道φ0.4米×L64米。采用现代的组合抽气手段获得清洁真空。其中:主泵为溅射离子泵,冷阱式升华钛泵作为辅助泵,预抽系统采用机械泵+吸附阱+涡轮分子泵机组。整台设备不烘烤。获得极限真空度P=3.6×10~(-8)托,工作真空度,P=4.3×10~(-7)托,残气中碳氢化合物含量占万分之几,设备振动,(包括地基振动)<1微米。     

我国一台大型空间环模设备获得超高真空

我国目前一台大型空间环境模拟设备,直径7米,高12米,容积400米~3。本文简介了超高真空系统的设计和调试情况,容器极限真空度为3.8×10~(-3)托。一、抽气系统的设计通常,大型空间环模室真空获得系统的设计可采用三种方案:早期(六十年代),采用大量的油扩散泵机组,尽量布满容器周围,如美国斯托克公司所研制的一台直径10米的环模室,用17台5万升/秒抽速的油扩散泵机组,容器极限真空为10~(-6)托。我们将此称为第一代抽气系统。第二代真空获得系统,是采用油扩散泵与20K深冷泵的组合抽气系统。由于引进有巨大抽速的深冷泵,抽气时间缩短,处理气体能力增大,极限真空达到10~(-8)托至10~(-9)     

钛泵、分子泵机组在ЭГ-2.5MeV静电加速器中的应用

一、前言 近年来随着国内真空技术的发展,减少油蒸汽污染的抽气技术在原子能工业上的应用日趋广泛,尤其在加速器行业中该项技术的应用更有其重要的意义。ЭГ-2.5MeV静电加速器是我院一台运行多年的质子加速器,现已由原来的一条束流管道增为五条束流管道。中心管道全长为15m,直径约为φ460mm。在中心管道上装有二台偏转束流用的偏转磁铁,磁铁间隙为30mm。二台偏转磁铁引出四条束流管道,构成形如二架飞机串联的结构。为了提高系统的真空度,减少系统中碳氢化合物对样品的污染,取消了原真空束流管道系统中的扩散泵排气机组。采用钛泵、分子泵…     

三级差分抽气分子束质谱装置的设计和研究

研制了具有三级涡轮分子泵差分抽气系统的分子束质谱装置,该装置在１３３００Ｐａ典型气体采样压力下,三级差分抽气区的压力分别达到５×１０＾－１,３×１０＾－３,１．２×１－＾－４Ｐａ。利用该装置,已成功地实现了对活性离子物种Ｎ＾＋和Ｎ２＾＋的“原位”检测。     

轴流分子泵研究(四)──关于单叶轮在过渡流区域内的抽气特性

1.引言 为阐明轴流分子泵的抽气机理,笔者不久前曾对轴流叶轮在分子流区域内的抽气特性进行了研究(1)(2)。 在用油扩散泵作前级泵时,前级真空端的真空度要保持在10～(-4)乇以上,这时构成轴流分子泵的全部叶轮就可以认为形成分子流。但是若只是用油旋转泵作前级泵时,前级真空端的真空度则变为10～(-3)～10～(-2)乇。其结果,据我们推测,在构成轴流分子系的叶轮中靠近出气侧的几个叶轮上,气体分子之间的碰撞次数等于叶板与气体分子之间碰撞次数,即变成所谓的过渡流状态。关于过渡流区域的研究甚少,对它怎样处理目前还没有一个准确的方法。 Scb…     

扩散泵泵壳对抽速影响的理论模型

假设扩散泵的性能是以工作液的分子和被抽气体之间的碰撞为根据,通过一些合理假设,按照波耳兹曼方程可以推导出抽气作用方程。抽气作用方程可以变换成二阶偏微分方程,其泵体的形状可作为边界值问题,只有通过扩散油气理论,才能提出真正有实际价值的边值问题。能够用公式表示出来。对其求解有可能确定扩散泵壁形曲线对抽速的影响。 抽速方程式的推导 假设分子间的碰撞作为扩散泵抽气作用的基础,看来似乎是明显的。然而问题是碰撞的影响如何处理。从理论上来说,波耳兹曼方程对该问题是可用的,但是由于两种混合物(被抽气体和工作液蒸汽)和边界条…     

用油封机械泵获得10~(-5)帕压强

1.引言通常认为,加常规吸附阱的双级油封机械泵,在理想条件下能获得低于10~(-3)帕的极限压强。这类泵常用作扩散泵、涡轮分子泵和离子泵的前级抽气和粗抽。这里所说的极限压强是指在吸附阱前方测得的总压强。     

复合式溅射离子泵

目前在中小型无油超高真空抽气系统中,大多采用溅射离子泵为主体系,尽管溅射离子泵具有一系列优点,如使用简便,寿命长,耗用功率小,不用水冷却,但是对活性气体抽速低,不能承受较大的放气量,故在电真空器件排气中仍要在泵内或系统中附加一只升华泵,帮助抽除大量活性气体。除此之外,溅射离子泵成本贵,体积庞大而笨重。因此,溅射离子泵对中小型无油超高真空抽气系统来说并不是一种理想的主体泵。而目前这种情况的存在原因是:(1)国外溅射离子泵成熟的历史早;(二)升华泵中升华器寿命太短。一台溅射离子泵的性能应有二方面的指标:第一方面是技术指…     

一种中磁场层状阳极溅射离子泵

一、引言自从1954年Gurewitsch和Westendorp发表“Ionic pump”以来。距离现在已有三十多年。在此期间,溅射离子泵取得了很大的进展,它已成为获得清洁超高真空的主要抽气设备,广泛地应用于几乎所有的真空领域。改进溅射离子泵的阳极结构,是提高其抽气性能的重要途径。最早的溅射离子泵的阳极