中国科学技术大学：《现代薄膜技术》课程教学资源（PPT课件）第三章 真空技术

第三章真空技术 Vacuum:(Vebster词典) a:a space absolutely devoid of matter;b:a space partially exhausted (as to the highest degree possible by artificial means (as an air pump);c:a degree of rarefaction below atmospheric pressure 卡西米尔效应 (Casimir effect) 平行金属板 真空涨落

第三章 真空技术 Vacuum: (Webster词典) a: a space absolutely devoid of matter；b: a space partially exhausted (as to the highest degree possible) by artificial means (as an air pump)；c: a degree of rarefaction below atmospheric pressure 卡西米尔效应 (Casimir effect)

Torricelli(1608-1647),证实空气压力的存在； Pascal(1623-1662),证实空气压力与高度相关； Guericke(1602-1686),发明了活塞式真空泵； Boyle(1627-1691),改进了真空泵。 An Experiment on a Bird in the air Pump (Joseph Wright of Derby. 1768)描述了Robert Boyle在1660做的一个实验

Tor ri celli (1608-1647)，证实空气压力的存在； Pascal (1623-1662) ，证实空气压力与高度相关； Gue ri cke (160 2-168 6)，发明了活塞式真空泵； Boyle (1627-1691)，改进了真空泵。 An Experiment on a Bird in the Air Pump (Joseph Wright of Derby, 1768) 描述了Robert Boyle 在1660做的一个实验

Torricelli(1608-1647),证实空气压力的存在： Pascal(1623-1662),证实空气压力与高度相关； Guericke(1602-1686),发明了活塞式真空泵； Boyle(1627-1691),改进了真空泵。 An Experiment on a Bird in the Air Pump

An Experiment on a Bird in the Air Pump Tor ri celli (1608-1647)，证实空气压力的存在； Pascal (1623-1662) ，证实空气压力与高度相关； Gue ri cke (160 2-168 6)，发明了活塞式真空泵； Boyle (1627-1691)，改进了真空泵

应用： 薄膜生长（分子束外延，蒸发，溅射，化学 气相沉积，…) 薄膜表征（扫描电镜，透射电镜，光电子能 谱，扫描隧道显微镜，…)

应用： 薄膜生长（分子束外延，蒸发，溅射，化学 气相沉积，…） 薄膜表征（扫描电镜，透射电镜，光电子能 谱，扫描隧道显微镜，……）

P=nkT 3/2 f(v)= 1 dN 二4T m my2 N dv 2πkT v"exp 2kgT 1/2 m my2 n dv 2πkgT exp

( ) 3/2 2 1 2 4 exp 2 2 B B dN m mv f v N d k T k T         = = −         P = nkT ( ) 1/2 2 1 exp 2 2 x x x x B B dn m mv f n d k T k T        = = −        

10 A,1200C 8 vm:v:vs=1:1.128:1.224 25°C H2,1200℃ 2 :... : I> 2 2 4 6 8 v(105cms1)

溅射蒸镀 表面分析 HighUltra-high vacuum- 房 o 104 6 2 10 wo)o'aiej eouepioul (wo). -1min -10 min -1 hr 06 day Pressure (N/m2) 1010 week month 102 104,10210010210410-6中-810 108 year 邑10210010210-410610810-1010-1210-4 Pressure(Torm） Molecular density,incidence rate,mean-free path,and monolayer formation time as a function of pressure

Molecular density, incidence rate, mean-free path, and monolayer formation time as a function of pressure 溅射 蒸镀 表面分析

不同真空度下气体的主要成分 压强 (torr) 主要气载 Atm Wet Air 10-3 Water Vapor (75%-85%) 10-6 H2O,CO 109 H20,C0,H2 10-10 C0,H2 10-11 H2

压强（torr） 主要气载 Atm Wet Air 10-3 Water Vapor（75%-85%） 10-6 H2O，CO 10-9 H2O，CO，H2 10-10 CO，H2 10-11 H2 不同真空度下气体的主要成分

表1-15气体的有关数据 分子热运动的平均速度 与器壁碰撞的气体 气春比定 /X10m·s 平均自由 热 1个分子 分子个数气体质量 气体体积 分子直 的质量 Xin /×0r2m 分 风袋 黑 粘系划 W.m2 气体 /×10 ⑧m3 ×102m/×0g K g ，1 20℃，1Pa 20℃ 20℃ 20t 20t,1P3 15℃ 20℃ 20℃ 20℃ 5.115 2.023 4.003 2.18 0.665 0,164 13.51 12.45 11.043 1.92 7.73 0.51 312.44 5230.62 1.660 0.1430 1.% 20.18 2.60 3.35 0.828 6.02 5.5 4.92 1.35 3.43 1.15 138.62 1037.59 1.64 0.0463 3.10 11.475 0.920 3.61 6.63 1.639 428 94 2.43 1.62 98.42 524.02 1.667 0.0163 2.2 16.20 0.631 13.91 3.438 25 1.68 2.34 68.11 253.64 0.0089 2.46 23.40 21.80 1.34 2.2 54.38 161.98 0.0052 29.325 2.016 0.35 0. 10.82 0.36 437.42 14286.79 1.408 0.1745 3.639 1410 4.1539 .149 2.91 1.35 117.87 1038.00 1.405 0.0240 13.50 1.33 2. 1.45 109.97 918.2 1.396 0.024 2.03 14.475 1.063 1 5.02 2 1.37 115.79 1008.29 .4034 0.0242 13.8 氧化 1.14g .91 1.35 117.87 1045.12 1.404 0.0224 1.n 13.50 1.137 氧化 2.59 1.231 4.94 4.03 1.40 113.78 997.40 0.0223 14.025 0.739 6.37 5.20 3.63 1.08 146.90 1874.69 0.022 8.80 10.80 二氧化碳 4.08 3.33 2.32 1.70 93.73 835.43 1.302 0.013 1.47 16.95 1.156 氧化二 731 3.33 2.32 1.70 93.73 839.61 0.0151 16.95 49 0.658 6.75 0.5 3.8 1.03 154.99 2204.50 0.0302 (1.14) 10.275 4.39 .02 0.32 2.81 .4 113.78 1700.15 123 0.0183 14.025 4.1 0.37 2.90 1.3 117.17 15 .38 1.25 0.0169 13.575 122.26 1668.34 0.0184 13.05 332 0.23 2.32 1.70 93. 1831 5 0.0151 t6.95 2.02 1.93 81 6 1420.14 0.0140 19.50 78.11 1.74 2.25 70 1204.59 0.0088 22.57s 17.03 535 3.74 1.05 151 2170.18 1.32 0.0215 (1.03) 10.575 1.762 氟里品11 137.37 1.89 3.00 53.06 30.00 120.91 2.2n 2.01 1.40 2.81 56.56 560.86 28.125 氟里昂12 水银 200.59 6.26 3.31 8.230 1.91 1.76 1.56 0.23 1.09 3.62 43.94 1.667 36.225 0.285

问题：表面测量要求一1小时内污染小于5%， 请问真空度至少要达到多少？请选择 合适的真空泵，并画出连接示意图

问题：表面测量要求－1小时内污染小于5%， 请问真空度至少要达到多少？请选择 合适的真空泵，并画出连接示意图