Физические процессы в датчике низкого вакуума типа Пирани
Рутьков Е.В.1, Беляева О.А.2, Галль Н.Р.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2ООО "ТЕХНАН", Санкт-Петербург, Роcсия
Email: rutkov@ms.ioffe.ru, Olgabell@yandex.ru, gall@ms.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 21 июля 2022 г.
В окончательной редакции: 17 ноября 2022 г.
Принята к печати: 15 ноября 2022 г.
Выставление онлайн: 14 января 2023 г.
С помощью оже-электронной спектроскопии и терморезистивных методов исследованы физические процессы, приводящие к газовому охлаждению нагретых молибденовых нитей в области температур 350-1300 K и давлений 760-10-3 Torr, соответствующих диапазону работы вакуумного датчика типа Пирани. В качестве газа был использован азот. Показано, что в области высоких температур (800-1300 K) на поверхности формируется слой хемосорбированного атомарного азота, который не участвует в адсорбционно-десорбционном равновесии при более низких температурах. В области температур 300-400 K на поверхности находятся физадсорбированные молекулы N2, и охлаждение осуществляется только за счет них. В вакуумном интервале 10-3-1 Torr охлаждение нагревателя осуществляется за счет равновесия между потоком падающих и термодесорбирующихся молекул, которое хорошо описывается формулой Герца-Кнудсена и десорбцией первого порядка с энергией активации ~ 0.55 eV. Наоборот, при высоких давлениях, близких к атмосферному, это охлаждение осуществляется за счет термической десорбции молекул газа из практически заполненного монослоя, что снижает ее относительную эффективность на много порядков величины. Ключевые слова: вакуум, адсорбция, датчик Пирани, молибден, термическая десорбция, азот.
- A. Berman. Total Pressure Measurements in Vacuum Technology (Academic Press, 1985), Ch. 4.3
- K. Jousten (editor). Handbook of Vacuum technology, 2nd ed. (Wiley-VCH, Weinheim, 016), Ch. 13.5
- Н.В. Черепнин. Сорбционные явления в вакуумной технике (Сов. радио, М., 1973)
- W. Jitschin, S. Ludwig. Vakuum in Forschung und Praxis, 16 (1), 23 (2004)
- E.S. Topalli, K. Topalli, S.E. Alper, T. Serin, T. Akin. IEEE Sensors J., 9 (3), 263 (2009). DOI: 10.1109/JSEN.2008.2012200
- J. Chae, J.M. Giachino, K. Najafi. J. Microelectromech. Syst., 17 (1), 193 (2008). DOI: 10.1109/JMEMS.2007.910258
- D. Sparks, N. Najafi, S. Ansari. IEEE Trans. Adv. Packag., 26 (3), 277 (2003). DOI: 10.1109/TADVP.2003.817964
- Y. Cheng, W. Hsu, K. Najafi, C.T. Nguyen, L. Lin. J. Microelectromech. Syst., 11 (5), 556 (2002). DOI: 10.1109/JMEMS.2002.802903
- К. Фура, В.Г. Лифшиц, А.А. Саранин, А.В. Зотов, К. Катаяма. Введение в физику поверхности (Наука, М., 2006)
- А.М. Прохоров (ред.). Физическая энциклопедия (Сов. энциклопедия, М., 1988)
- Н.А. Ворона, А.В. Гавриков. Современные средства получения и измерения вакуума. Лабораторная работа N 2.3.1Б (кр. описание) (МФТИ, М., 2019), 2-е изд
- Н.Р. Галль, Е.В. Рутьков, А.Я. Тонтегоде. ЖТФ, 72 (4), 113 (2002). [N.R. Gall, E.V. Rut`kov, A.Y. Tontegode. Tech. Phys., 47 (4), 484 (2002). DOI: http://dx.doi.org/10.1134/1.1470600]
- L.E. Davis, N.C. MacDonald, P.W. Palmberg, G.E. Riach, R.E. Weber. Handbook of Auger Electron Spectroscopy, 2nd ed. (Physical Electronics Division, Perkin-Elmer Corporation, Eden Prairie, USA, 1978)
- В. Эспе. Технология электровакуумных материалов (ГЭИ, М., 1962), т. 1
- М. Робертс, Ч. Макки. Химия поверхности раздела металл--газ (Мир, М., 1981)
- I. Tovoshima, G.A. Somorjai. Catalysis Reviews. Sci. Engineer., 19 (1), 105 (1979). DOI: 10.1080/03602457908065102
- И.И. Корнилов, В.В. Глазова. Взаимодействие тугоплавких металлов переходных групп с кислородом (Наука, М., 1967)
- Н.Р. Галль, Е.В. Рутьков, А.Я. Тонтегоде, Г.Л. Плехоткина. Поверхность, 3, 37 (2000)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.