Надвисокого вакууму - газове середовище з дуже низькою щільністю газу, тиск догрого р <10 -6 Па. В природе С. в. наблюдается в космич. пространстве, заполненном в осн. водородом с давлением р
10 -12 Па. В околиці Землі С. в. реєструється на висотах понад 600 км (10 -8 Па на висоті 1200 км). У лаб. умовах досягнуто розрідження р
Необхідність в С. в. виникла в зв'язку з розробкою прискорювачів заряджених частинок. імітаторів космосу і приладів для дослідження поверхні твердих тіл. С. в. необхідний, щоб виключити вплив навколишнього газового середовища на стан поверхні твердого тіла протягом досить великого проміжку часу; напр. збереження стану атомно-чистої поверхні і її дослідження протягом години можливо при тиску р - 10 -8 Па (див. Вакуум).
Труднощі отримання С. в. пов'язані з тим, що кількість газу, адсорбованого на поверхні (в стінках камер) і натекающего з зовн. простору (атмосфери), набагато перевершує то кол-во, до-рої має заповнювати вакуумний обсяг при р
10 -6 Па. Ці труднощі зростають зі збільшенням ступеня необхідного розрідження, відкачуваного об'єму і складності пристроїв, що розміщуються в ньому.
При отриманні С. в. необхідно: дотримання т. н. вакуумної гігієни при виготовленні елементів приладу; застосування рознімних з'єднань з металеві. ущільнювачами; прогрів системи до темп-ри Т
500 ° С; використання насосів з великою швидкістю відкачування і низьким граничним тиском. В установці не повинно бути матеріалів, пружність парів яких брало при 500 ° С перевищує граничне розрідження, наиб. широко використовуються нержавіючі аустенітні сталі. Роз'ємні з'єднання в прогріваються системах повинні володіти малою швидкістю натекания і зберігати високу надійність при багаторазових циклах «нагрів - охолодження». Цим вимогам найкращим чином задовольняє з'єднання типу «Conflat» (рис. 1).
Мал. 1. роз'ємну фланцеве з'єднання з металевим ущільнювачем.
Мал. 2. Схема турбомолекулярного насоса.
Для отримання С. в. зазвичай необхідні 3 ступені відкачування: нізковакуумний, насоси й сверхвисоковакуумних. Остання включається після прогріву в високому вакуумі (10 -4 - 10 -5 Па) всіх частин системи, в т. Ч. І сверхвисоковакуумних насосів. В якості останніх використовують насоси зі швидкістю відкачування до 10 6 л / с. Це турбомолекулярні, магніторозрядними. гетерноіонние, конденсаційно-сорбційні (криогенні) насоси. Останні забезпечують найвище граничне розрідження
10 -11 Па. У Турбомолекулярний насосі (рис. 2) в корпусі (1) з закріпленими дисками (2) обертається ротор (3), диски догрого, як і диски статора 2. мають косі прорізи (> 40, рис. 2, б). При обертанні ротора молекули газу захоплюються в канали, утворені прорізами. залишковий тиск
10 -8 Па. Дія магніторозрядними насоса засновано на поєднанні іонної відкачки (іонізація і видалення іонів електричні. Полем) і поглинання газу розпиляним матеріалом катода (в результаті іонного бомбардування). Покладе. іони частково впроваджуються в катод, частково нейтралізуються і, потрапляючи на анод, замуровуються розпорошеного частинками катода. Гетерноіонние насоси засновані на поєднанні поглинання хімічно активних газів з іонної відкачуванням інертних газів і вуглеводнів. В кріогенних насосах відбувається поглинання газу охолодженої до низьких темп-р поверхнею.
Мал. 3. Інверсно-магнетронний манометр: А - анод; Е - допоміжний електрод; Кол.- колектор іонів.
Вимірювання С. в. спочатку здійснювалося іонізаційним манометром Байярда - Альперта, в к-ром газ іонізується електронами, що випускаються термокатодом, і вимірюється іонний струм, пропорційний тиску. У міру освоєння області все більше низьких тисків ці манометри поступилися місцем инверсно-магнетронним манометрам (рис. 3). У них вимір наднизького тиску газу можливо завдяки використанню Пеннінга розряду, що збуджується між холодними електродами в пост. магн. поле Н. Придушення «паразитного» автоелектронної емісії з поверхні колектора, що підвищує чутливість приладу, забезпечує допоміжні. електрод Е. При анодній напрузі
6 кВ і магн. поле 2 * 10 3 Е, направленому уздовж осі анода, запалювання розряду і відповідно вимір С. в. відбуваються при тиску 10 -10 Па і нижче.
Техніка С. в. крім фундам. досліджень, спрямованих на вивчення атомної та електронної структури чистої поверхні, стимулювала розвиток важливих нау - техн. напрямків і методів (напр. молекулярно-пучкова епітаксії, каталіз, тонкоплівкових мікроелектронна технологія і ін.).
Літ. Глазков А. А. З а до с а г а н с ь к и й Г. Л. Вакуум електрофізичних установок і комплексів, М. 1985; У е с т о н Д ж. Техніка надвисокого вакууму, пров. з англ. М 1988 І. М. Овчинников.